血液净化是利用半透膜的原理将患者血液与透析液同时引进滤器，滤器是圆柱形物体俗称罐子，里面大小、不同孔径和物质组成的半透膜，滤器的不同决定着不同的治疗效果。半透膜一面是患者的血液，一面是模拟人体生理环境人工配成的透析液，含有人体需要的酸碱物质、电解质比如钠、钾、钙、镁还有葡萄糖等，人体所含有成分的浓度可以根据患者的病情来调节而不是一成不变的。二者在透析膜的两侧呈反方向流动，凭借着半透膜两侧的溶度梯度、渗透浓度、水压浓度，通过弥散、对流、吸附来清除毒素，是溶质清除的原理，同时根据所需要调节酸碱物质电解质的浓度，从而补充需要的物质纠正电解质酸碱平衡的紊乱，还可以通过超滤和渗透清除体内多余水分，就是血液净化的原理。
