L'hémodialyse (HD) consiste à diriger une petite quantité de sang en dehors de l'organisme et à la filtrer à travers une membrane (dialyseur) avant de la restituer à l'organisme. La filtration du sang s'effectue donc en dehors de l'organisme. De manière générale, le système HD fait office de rein artificiel dans lequel le dialyseur représente le principal composant. Une membrane semi-perméable à l'intérieur du dialyseur sépare le sang et le liquide de dialyse, ce qui facilite l'élimination du liquide et des toxines urémiques en excès ainsi que la correction de l'équilibre électrolytique et acide-base.
Étant donné que le sang est traité en dehors de l'organisme, il convient d'établir un site sûr, à savoir un accès vasculaire, à partir duquel il peut être extrait en toute sécurité de l'organisme et ensuite restitué à la circulation. Plusieurs options sont possibles. La décision relative au mode d'accès vasculaire le plus approprié se base sur une évaluation individuelle et l'interaction entre les conditions et facteurs pertinents.
Le calendrier le plus courant de l'hémodialyse inclut un traitement de 3 à 4 heures, trois fois par semaine (en général dans une unité hospitalière). L'hémodialyse peut également être réalisée dans une unité satellite ou à domicile, bien que cette méthode exige une plus grande participation et responsabilité de la part du patient. L'hémodialyse est un traitement indolore, en général peu compliqué. Elle prend toutefois du temps et risque donc d'empêcher la poursuite d'un travail à temps plein.
L'hémodialyse représente la majeure partie des traitements par dialyse réalisés dans le monde.