혈액 속의 노폐물과 수분을 인공신장기(이하 투석기라 칭함)를 이용하여 제거해 주는 과정입니다. 건강한 콩팥(신장)은 혈액내의 노폐물과 과잉수분을 제거하는 역할을 합니다.

콩팥이 그 기능을 소실하게 되어 만성신부전에 빠지게 되면 혈액내에 노폐물과 과잉수분이 쌓이게 되고 이로인해 생명이 위태롭게 됩니다. 혈액투석은 투석기라는 혈액을 정화시키는 필터를 사용하여 혈액 속의 노페물과 과잉수분을 제거하는 것을말합니다.

환자의 몸에서 나온 혈액투석기를 거치면서 노폐물과 과잉수분이 제거되어 깨끗해진 혈액은 다시 몸 안으로 들어갑니다. 투석기는 얇은 관의 다발로 이루어져 있는데 그 관을 현미경으로 확대하여 보면 아주 작은 구멍이 많은 반투막으로 되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 반투과막은 구멍보다 작은 입자는 통과 할 수 있지만 구멍보다 더 큰 입자는 통과 하지 못하게 하는 특징을 갖습니다.

혈액투석은 이러한 반투과막을 이용하여 막의 한쪽 면에는 혈액이 흐르게 하고 다른 한쪽 면에는 투석액이 흐르게 하여 반투과막을 사이에 두고 노폐물(요독물질)등의 물질이 통과하여 물질 교환이 이루어 집니다.

 
투석이란 반투과막을 사이에 두고 양쪽으로 나누어진 용액 속에 있는 용질과 수분이 양쪽의 농도차이와 삼투압 또는 정수압에 따라 어느 한쪽에서 반대쪽으로 이동하는 것을 말한다. 투석에서 용질 또는 수분의 이동에 작용하는 원리에는 크게 확산diffusion초미세여과ultrafiltration가 있다.
확산은 반투과막을 사이에 두고 농도가 다른 두 용액이 나누어져 있으면 반투과막을 통과할 수 있는 작은 용질이 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하는 것을 말한다. 확산은 자유로운 분자운동으로 이루어지며, 혈액에 축적된 노폐물이 투석액으로 이동하여 제거되는 원리가 된다.
초미세여과란 수분과 같은 용매가 반투과막을 사이에 두고 양쪽의 용액 사이에 주어지는 압력의 차이에 따라 한쪽에서 다른 쪽으로 이동하게 되는 것으로, 불필요하게 축적된 수분을 제거하는 원리가 된다. 혈액투석은 기계적인 작용으로 혈액과 투석액 사이에 압력 차이를 유발하여 혈액쪽에서 투석액쪽으로 초미세여과가 일어나게 하며, 복막투석에서는 복막을 사이에 두고 투석액에 포함되어 있는 삼투성 물질(주로 포도당)로 유발되는 삼투압 때문에 초미세여과가 일어난다. 초미세여과가 일어날 때 수분 속에 녹아 있는 용질은 그대로의 농도로 물에 이끌려 이동하게 되는데, 이 용질의 이동을 대류convection라고 하며 미약하지만 혈액 속의 노폐물을 제거하는 역할을 한다.