En medicina, la hemodiálisis es un procedimiento de sustitución renal extracorpóreo; consiste en extraer la sangre del organismo y pasarla a un dializador de doble compartimiento, por uno pasa la sangre y en otro el líquido de diálisis, separados por una membrana semipermeable. Método para eliminar de la sangre residuos como potasio y urea, así como agua en exceso cuando los riñones son incapaces de realizar esto (es decir cuando hay un fallo renal).
La hemodiálisis, se hace normalmente en una instalación especializada en ello, en un hospital o en una clínica, con médicos nefrólogos, nutriólogos y enfermeras y técnicos en dicha especialidad, así como equipos especiales que permitan prestar dicho servicio.