血液透析滤过的原理为模拟肾脏滤过功能，用机器替代肾脏将血液从患者体内引出，通过透析器弥散、对流、吸附等方式，将血液中的毒素清除后再送回体内，是延长尿毒症、肾功能衰竭患者生命的重要治疗手段。
血液透析滤过具体工作原理，是利用弥散对流作用来清除血液中的代谢废物，如尿素氮、肌酐等，在布朗运动作用下，溶质从半透膜浓度高的一侧向浓度低的一侧移动，最后达到膜两侧浓度的平衡，纠正体内电解质紊乱，维持酸碱平衡。弥散对流的同时，血液透析滤过也通过半透膜两侧压力差产生的超滤作用去除体内过多的水分，缓解水肿。
血液透析滤过只是部分替代肾脏的滤过功能，不能替代肾脏的内分泌功能。血液透析滤过可以帮助清除血液中的有害物质，主要适用于各种原因导致的急、慢性肾功能衰竭、尿毒症，药物、毒物、重金属、食物导致的严重中毒及严重的水、电解质、酸碱平衡紊乱、常规治疗难以纠正者。