Blodet føres ud af kroppen via en kanyle, f.eks. i underarmen, gennem et filter og tilbage gennem en anden kanyle. Dette tager normalt 4-5 timer. Behandlingen kræver en kraftig blodåre. Derfor samles en vene i underarmen med en pulsåre ved operation. Dette kaldes en fistel.
Hæmodialysen renser blodet effektivt, men er også en belastende behandling. Mellem hver behandling samles overskydende væske og affaldsprodukter i kroppen, og der er derfor restriktioner for, hvad patienten må spise og drikke. Det er også vigtigt at være omhyggelig med hygiejnen omkring fistlen.
Hæmodialyse kan også udføres med en dialysemaskine, der opstilles i hjemmet. Efter undervisning og optræning på hospitalet kan patienten selv med lidt hjælp udføre dialysen i hjemmet.