血液透析时患者的血液通过动力泵被引至透析器，透析器有两个液体室，表现形式为中空纤维毛细管束或平行、被夹在中间的半透膜。在任一形式中，第一室内的血液沿半透膜一侧被泵出，而晶体溶液（透析液）沿另一侧隔离室以反方向泵出。（有关其他肾脏替代疗法[RRTs]，请参阅 肾脏替代治疗概要。）
血液和透析液间的溶质浓度梯度使患者血清溶质产生预想中的变化，如尿素氮和肌酐降低、碳酸氢盐升高及钠、氯、钾、镁均衡。透析液室相对血室而言处于负压状态，防止透析液过滤进入血流，也可清除患者体内过多的体液。然后，经过透析的血液再返回到患者体内。
血液透析期间患者多采取全身抗凝，防治透析机内血液栓塞。但血液透析治疗也可在肝素或枸橼酸钠体外循环局部抗凝方式下进行，或者采用盐水冲洗方式，每15～30分钟以50～100mL盐水冲洗清除透析环路中的任何血凝块。
血液透析的短期目标是
纠正体液和电解质失衡
去除毒素
肾衰竭患者的长期目标是
使患者的功能状态、舒适感和血压达到最佳水平
预防尿毒症并发症
改善生存率
“最佳”血液透析剂量并不确定，但多数患者行每周3次、每次3～5小时的血液透析时情况良好。评估每个疗程充分性的一个方法为测量每次透前和透后血尿素氮（BUN）。透前BUN水平减少≥65%（透前BUN−透后BUN）/透前BUN×100%≥65%表明透析充分。专家可以使用其他更复杂性计算公式，例如KT/V≥1.2（K是透析器的尿素清除率，单位为mL/min；t是透析时间，单位为分钟；V是尿素分布容积[体内总含水量]，单位为mL）。上调透析时间、血流量及增加膜面积或膜上孔径数量可增大血液透析剂量，但其益处尚未得到证实。目前正在研究用每日短时（1.5～2.5小时）血液透析和夜间透析（每天6～8小时，3～6天/周）方式能否增加透析效率和减少并发症。
透析间期增加过多的液体。
血液透析过程中经常性的低血压。
血压控制不佳
其他方式难以控制的高磷血症。
如果患者可以在家做血液透析，这些日常治疗是最经济可行的。
血液透析的设置
中心血液透析 是美国最常见的血液透析类型。 大多数治疗每周进行 3 次，每次治疗 3 至 5 小时。中心内血液透析的主要优点是透析人员可以完全控制透析治疗。透析技师为瘘管插管，决定要排出多少液体，并在透析护士和肾脏科医生的监督下进行整个透析治疗。
中心夜间血液透析 每周进行 3 次，每次 6 到 8 小时。这种方式最适合体液增加量高、血压低或磷难以控制的患者。对于那些白天工作但不想做家庭透析的人来说，它也很有吸引力。
家庭血液透析 与中心血液透析一样可行。接受家庭血液透析治疗的患者有更长的生存期和更好的控制 高血压、磷和体液水平，以及比中心血液透析更好的生活质量。家庭血液透析通常每周进行 5 至 7 天，每次约 2 小时。然而，家庭血液透析也可以按每周 3 次的白天计划或夜间计划进行。大多数家庭血液透析计划都需要一个能够在需要帮助时提供帮助的护理伙伴。 与 腹膜透析，家庭血液透析比中心血液透析需要更多的患者参与。
透析血管通路
手术行动静脉瘘（首选）
中央静脉导管
手术建立动静脉内瘘行血液透析。
手术建立的动静脉内瘘的耐受性更好、不易感染，因此要优于中心静脉导管。但也易发生并发症（血栓形成、感染、动脉瘤和假性动脉瘤）的倾向。新创建的瘘管可能需要2到3个月才能成熟，应用。新建的内瘘可能需要更长时间成熟，因此慢性肾脏病患者应在需要透析前至少6个月做内瘘。手术操作将桡动脉、肱动脉或股动脉与邻近静脉以端（静脉）-侧（动脉）方式吻合。当邻近静脉不适宜建立通路时，可使用一段人工合成的移植物。对于静脉条件不理想患者，也可选择一段自体大隐静脉作为移植物。
中心静脉导管 可用于透析如果动静脉瘘尚未创建或未准备使用，或者如果动静脉瘘的创建是不可能的。中心静脉导管的主要缺点是相对窄的口径，达不到血流量足够高以达到最佳的清除，以及导管口部位感染和血栓形成的高风险。以导管作为血管通路的最佳置管部位在右侧颈内静脉。若能严格执行皮肤无菌操作且导管仅用于血液透析，大部分颈内静脉导管可在2～6周内保持有效。而且，有皮下隧道和涤纶套的导管有更长使用寿命（一年时仍存在29-91%的功能），可用于无法建立传统血管通路的患者。
血管通路并发症
血管通路并发症包括
感染
狭窄
血栓形成（通常在一个狭窄通道）
动脉瘤或假性动脉瘤
血管通路并发症可使血液透析的质量受到明显限制，可增加长期发病率和病死率，而且由于并发症较常见，患者和医疗工作者应对此保持警惕性。这些变化包括疼痛、水肿、红斑、内瘘上方的皮肤破损、杂音和血管通路搏动消失、血管通路周围血肿及透析套管的穿刺部位出血时间延长。血管通路的感染可通过应用抗生素或（和）手术进行治疗。
可通过系列超声显像方法、热动力学或尿素稀释技术、或测定静脉腔静态压压力来监测内瘘的开放性。内瘘开放性的检测推荐每月一次。血栓形成、假性动脉瘤或动脉瘤的治疗包括血管成形术、支架置入和手术。
透析并发症
表肾脏替代治疗的并发症详述了肾替代治疗的并发症。
透析最常见的并发症i是
低血压
低血压为常见并发症且有多重病因，包括水清除过快、渗透性液体转移、透析液中的醋酸盐、热相关的血管扩张、过敏反应、败血症、和基础疾病（如自主神经病变、心搏量减少的心肌病、心肌缺血、心律不齐）。
其他常并发症 包括
痉挛
瘙痒
恶心和呕吐
头痛
胸和背痛
这些并发症大多在不明原因的情况下发生，但有些可能是首次使用综合征（患者的血液暴露于铜仿膜或纤维素膜透析器时）或透析失衡综合征的部分表现，认为是由于过快清除血液中尿素或其它溶质分子导致渗透性液体移动入脑所产生。透析失衡更严重的情况表现为定向障碍、烦躁不安、视物不清、意识模糊和抽搐，甚至死亡。
透析相关淀粉样变多发生于进行血液透析多年的患者，表现为腕管综合征、骨囊肿、关节炎和颈部脊柱关节病。由于目前高通量透析器的广泛使用，透析相关淀粉样变性已经不常见，因为透析器可以更有效地除ß2-微球蛋白（引起淀粉样变性的蛋白）。
肾脏替代治疗的并发症
类型 | 血液透析 | 腹膜透析 |
|---|---|---|
心血管 | 空气栓塞 心脏停搏（罕见） 低血压* | 心律失常 低血压* 肺水肿 |
感染 | 临时性中心静脉导管的细菌定植 血管通路和临时中心静脉导管出口处感染 血管通路的蜂窝织炎或脓肿 | 导管出口部位感染* 腹膜炎* |
机械性 | 血栓形成或感染导致动静脉瘘阻塞 反复使用锁骨下静脉和颈内静脉导管造成的锁骨下静脉或上腔静脉的狭窄或血栓形成 | 血凝块、纤维蛋白、网膜或纤维性物质包绕造成的导管梗阻 导管周围透析液渗漏 液体分流入腹壁 导管通路周围血肿 导管插入造成的内脏穿孔 |
代谢性 | 低血糖发生在使用胰岛素的糖尿病者中 铁丢失 | 低白蛋白血症 高血糖 高脂血症 肥胖 |
肺 | 对血液透析膜发生过敏反应导致的呼吸困难 使用醋酸盐缓冲的透析液导致的缺氧 | |
其他 | 淀粉样物质沉积 导管相关的出血 菌血症、致热原或过热的透析液导致的发热 出血（胃肠道、颅内、后腹膜、眼内） 失眠 肌痉挛* 瘙痒 坐立不安 癫痫 | 腹壁疝和腹股沟疝 导管相关的腹腔内出血 低体温症 腹膜硬化 癫痫 |
*最常见的并发症。 | ||
预后
血透依赖性患者调整后的年总体病死率为16%。五年生存率糖尿病患者比肾小球肾炎者低。所有年龄组中死亡主要为心血管疾病，其次为感染。 死亡的非血液透析因素包括合并症（如甲状旁腺功能亢进症、糖尿病、营养不良和其它慢性病），老年和开始透析的时间过晚。
