To zabieg oczyszczania krwi z toksyn i zbędnych elementów przemiany materii oraz usuwania nadmiernej ilości wody nagromadzonej w organizmie w wyniku nieprawidłowego działania nerek.

Podczas hemodializy krew pacjenta wielokrotnie pobierana jest do dializatora (który jest kluczowym elementem aparatu, tzw. sztucznej nerki), oczyszczana w nim i z powrotem przetaczana do układu krążenia. W organizmie człowieka znajduje się średnio od 4 do 5 litrów krwi. W trakcie hemodializy w danym momencie poza organizmem pacjenta pozostaje około 300-400 ml.

Aby krew mogła zostać oczyszczona w dializatorze i w tej postaci powrócić do ustroju, wcześniej pacjent musi mieć wykonany odpowiedni dostęp naczyniowy. Może to być: przetoka tętniczo-żylna, przetoka z użyciem protezy naczyniowej lub cewnik naczyniowy umieszczony w jednej z żył centralnych. Najlepszym dostępem, bo najbezpieczniejszym i najtrwalszym, jest przetoka tętniczo-żylna z naczyń własnych.

Przed każdym zabiegiem hemodializy pielęgniarka sprawdza podstawowe parametry życiowe pacjenta (ciśnienie tętnicze i czynność serca) oraz waży pacjenta, aby ocenić zmianę kumulacji wody od ostatniego zabiegu. Następnie pacjent podłączany jest do odpowiednio dla niego zaprogramowanego aparatu sztucznej nerki. Zabieg trwa najczęściej około 4 godzin. Wykonywany jest zwykle 3 razy w tygodniu.