همودیالیز شایع‌ترین روش درمان جایگزین کلیه در بیماران کلیوی است. در این روش خونی که از یک مسیر عروقی ثابت یا موقتی بدست می‌آید با سرعت ۳۰۰ میلی لیتر در دقیقه یا بیشتر به درون مویرگهایی که از غشاهای نیمه مصنوعی ساخته شده‌اند، پمپ می‌گردد. در سمت مقابل، مایع دیالیز که حاوی کلراید سدیم، بی‌کربنات و غلظتهای مختلفی از پتاسیم است، حرکت می‌کند.

انتشار از طریق غشا این امکان را فراهم می‌آورد که مواد دارای وزن مولکولی کم مثل اوره بر اساس شیب غلظت از سز حرکت کنند. به همین ترتیب بی‌کربنات به سمت پلاسما انتشار می‌یابد.