它通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液（透析液）在一根根空心纤维内外，通过弥散/对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分，并将经过净化的血液回输的整个过程称为血液透析。

　　从最开始使用的天然纤维素膜，到后来的改良纤维素膜，再到如今的合成膜透析器，膜材的改变说明的不光是工业技术的发展，也是医学研究理论和理念的提升。

　　最初应用于临床的天然高分子材料，因为纤维素及其衍生物的工艺比较简单，容易获得，价格低廉，但是由于这一材质膜的厚度不能做到特别薄，膜的超滤能力以及对于中分子毒素的清除效能很差，造成了很多因尿毒症毒素清除不足导致的透析相关并发症。因此在临床中的使用越来越少。

　　为了改善纤维素膜的先天性缺陷，透析膜的改善性开发逐渐展开，最先考虑的就是把天然纤维素膜进行工业化处理，因此得到了改良纤维素膜（三醋酸纤维素膜），提高了膜材本身的超滤能力，也使得制作工艺得到进一步的优化（比如能做得更薄）。

　　但是无论是天然纤维素还是改良纤维素膜，都会造成两方面的重大影响：一是直接导致白细胞暂时性下降、血液中氧分压下降等问题；二是激活单核细胞导致β-2微球蛋白的进一步升高。

　　而人工合成透析膜（主要是聚砜膜），由于很高的超滤率和很少的补体激活，同时具有更好的耐热、耐酸碱的优点，逐渐成为临床工作中的主流透析膜。

　　同时，在这一基础上，各个透析器生产企业还不断通过工艺化改进，优化了产品的生产，提高的透析膜的性能，比如更高效的物质清除能力和内毒素阻隔能力。

　　需要强调的是，聚砜膜并不是什么血液透析专用的膜材，还可用在很多领域，如食品加工、气体分离、生物工程等方面。