Nell'emodialisi le prime due funzioni vengono svolte sottoponendo il sangue del paziente al principio fisico della dialisi. Esso viene fatto scorrere in un filtro in cui entra in contatto con una membrana semipermeabile attraverso cui passano solo (o almeno in maggior quantità) le sostanze tossiche che si desidera rimuovere. Il filtro consente, oltre alla rimozione di sostanze, anche il reintegro di radicali alcalini, quindi il riequilibrio acido-base.