目前，全世界有30多万尿毒症患者依靠血液净化技术来维持生命。超过50%的透析患者存活了5年，少数患者的存活时间超过20年。
简单地说，血液透析利用机器从病人体内抽取血液，并使其通过透析器(通常被称为人工肾)。血液流经数千个透析器的中空纤维管，交换的透析液从管外的间隙反向流动。由于构成中空纤维管的半透析膜具有一定的渗透性，血液中的溶质可以通过透析膜与透析液中的物质进行转运和交换，从而去除血液中多余的水分和代谢废物，补充人体所需的碱性物质和钙离子等物质。
溶质转运后，净化后的血液在透析泵的作用下回流到人体的血管中。由于血液和透析液在透析过程中的连续流动，溶质交换可以连续进行，循环数小时，从而保持人体环境的稳定。
由于人体的新陈代谢不断进行，代谢废物不断产生，因此有必要进行定期血液透析，一般每周2 ~ 3次，每次4 ~ 5小时。
血液透析疗法利用半透膜原理，将患者的血液和透析液同时引入透析器(人工肾)，并在透析膜的两侧以相反的方向流动。借助膜两侧的溶质梯度、渗透梯度和水压梯度，通过分散、对流和吸附去除毒素，通过超滤和渗透去除残留在体内的多余水分；同时，它能补充所需物质，纠正电解质和酸碱平衡紊乱。
分散是指根据浓度梯度的不同，溶质在半透膜两侧从溶液的高浓度侧向低浓度侧迁移。由于分散，半透膜两侧的溶质浓度达到平衡。然而，半透膜两侧的渗透压梯度差使水从低渗透压一侧向高渗透压一侧移动，最终使两侧的渗透压达到平衡，称为渗透。
如果在半透膜的一侧增加负压以增加跨膜压力，水可以从高压侧移动到低压侧，这就是所谓的超滤；同时，一些溶质随水移动，这被称为对流。通过扩散，尿毒症患者血液中的肌酐、尿素氮、钾离子、尿酸和有机酸等小分子物质可以扩散到透析液中，而透析液中的碳酸氢盐和钙离子等碱性物质可以扩散到血液中，从而消除毒素，纠正电解质紊乱和代谢性酸中毒。如果体内有过多的水滞留，超滤通过增加跨膜压力可以使水从血液进入透析液，然后从体内排出。
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