Böbrekler işlevini yerine getiremeyince kanda zehirli atıklar birikmeye başlar. Vücut için zararlı olan bu maddeler belirli bir düzeyin üzerine çıktığında böbrek yetmezliğinin şikâyet ve belirtileri görülür. Kanda ürenin birikmesi, kreatinin ve potasyum düzeylerinin tehlikeli şekilde artmasına bağlı olarak aşırı halsizlik, kas krampları, nefes darlığı gibi şikâyetler de başladığında hemodiyaliz gereksinimi ortaya çıkar. Kanda biriken maddelerin ve fazla suyun vücut dışına alınması işlemine diyaliz denir. Bu maddelerin kan yoluyla dışarı alınması hemodiyaliz sayesinde olur. Hastanın kanı ince zarlardan oluşan borucukların içinden geçirilir (diyalizör). Bu zarların bir tarafında kan, diğer tarafındaysa normal vücut sıvılarıyla aynı konsantrasyona sahip özel bir sıvı (diyaliz solüsyonu-diyalizat) vardır. Fiziksel olarak, moleküller yoğun olan taraftan daha az yoğun tarafa doğru ilerleme eğilimindedir. Bu nedenle, kan zardan geçerken, içerisinde yüksek oranda bulunan atık maddeler diğer tarafa, yani diyalizata doğru geçer. Zarın içerisinden defalarca geçen kan yaklaşık 4 saatlik diyaliz seansının sonunda temizlenmiş olur.
Hastanın hemodiyalize bağlanabilmesi için yüksek akımlı bir damara ihtiyaç vardır. Bunu sağlamak için toplardamarla (ven) atardamarlar (arter) arasında, fistül denilen kalıcı bir bağlantı oluşturulur. Fistül denilen bu geniş damar sayesinde hemodiyaliz cihazı için yeterli kan akımı sağlanır. Yeni oluşturulan bu damara belirli aralıkla iki adet iğne yerleştirilir. Bir taraftan kirli kan makineye verilirken, çıkan temiz kan da diğer taraftan vücuda geri verilir. Fistülü olmayan hastalar, boyundan veya kasıktan yerleştirilen kateterler sayesinde diyalize girer. Geçici süreyle yerleştirilen bu kateterlerin 2 haftada bir değiştirilmesi gerekir. Bu hastalara da en kısa sürede fistül açılması önerilir.
Ülkemizde 500 civarındaki diyaliz merkezindeki 6500 hemodiyaliz cihazında 25 binin üzerinde insan diyalize girmektedir. Bu insanlar haftanın üç günü dörder saat bu makineye bağımlı yaşar. Hemodiyaliz, kişilerin hayat kalitesini ve ortalama yaşam sürelerini düşürmekle kalmayıp ciddi bir iş gücü kaybına da yol açar. Tedavi sırasında kullanılan yüksek maliyetli ilaçları da hesaba katacak olursak, hemodiyaliz tedavisi ülke ekonomisine oldukça ağır bir yük getirmektedir. Tüm bu sebeplerden ötürü, kronik böbrek yetmezliğinin kesin tedavisi kabul edilen böbrek nakli sayısının süratle artırılması gerekmektedir.