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
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
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。
中央静脉导管
手术建立动静脉内瘘行血液透析。
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，可用于无法建立传统血管通路的患者。
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
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。
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
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。
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
心律失常
低血压*
肺水肿
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*
机械性
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
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
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*
坐立不安
癫痫
腹壁疝和腹股沟疝
低体温症
腹膜硬化
*最常见的并发症。
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