血液透析主要是利用透析机和透析膜以达到清除肾衰竭患者过多的水、毒素，以纠正电解质和酸碱紊乱。透析膜构成了透析器是血液透析的关键。它们是半透膜，允许水和小分子的溶质通过，而大分子的物质如蛋白质不能通过。利用透气膜可以将血液和透析液分开，通过扩散和对流的原理从血液中清除水和毒素，从透析液中补充缺乏的物质如碱性离子和钙离子等。而血液灌流是利用灌流器中吸附剂的吸附作用，来达到清除血液中透析所不能清除的外源性或内源性的毒素、药物以及代谢废物等有害物质，是临床上抢救急性中毒的常用方法。
常用的吸附剂有活性炭、树脂等，要求具有无毒、无过敏反应、稳定良好的机械强度并且有良好的生物相容性。