利用一定的仪器和设备，将患者血液引出体外，经过一定程序清除体内某些代谢废物或有毒物质，再将血液引回体内的过程。
主要包括血液透析（hemodialysis，HD）、腹膜透析（peritoneal dialysis，PD）及其他一些其他血液净化技术，如血液灌流、血浆置换、免疫吸附和白细胞净化等。血液净化技术除了用于急慢性肾功能衰竭治疗上以外，也广泛应用于多种危重疾病的治疗，如全身炎症反应综合征（SIRS）、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、多器官功能障碍综合征（MODS）、多器官衰竭（MOF）、自身免疫性疾病、代谢性疾病、中毒等。
血液透析简称血透，是将患者血液与含一定化学成分的透析液分别引入透析器内半透膜的两侧，根据膜平衡原理，经弥散、对流等作用，达到清除代谢废物及过多的液体，纠正水、电解质及酸碱平衡紊乱的一种治疗方法。腹膜透析简称腹透，是利用腹膜的半透膜特性，将适量透析液引入腹腔并停留一段时间，借助腹膜毛细血管内血液及腹腔内透析液中的溶质浓度梯度和渗透梯度进行水和溶质交换，以清除蓄积的代谢废物，纠正水、电解质、酸碱平衡紊乱。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，临床上常用于抢救急性中毒。血浆置换是一种用来清除血浆中的大分子物质的体外循环血液净化技术，按血浆分离的技术分为离心式和膜式血浆置换。将患者的血液引出体外，经过膜式血浆分离方法将患者的血浆从全血中分离出来弃去，然后补充等量的新鲜冷冻血浆或人血白蛋白等置换液，这样便可以清除患者体内的各种代谢毒素和致病因子，从而达到治疗目的。免疫吸附是血液净化新技术，是将高度特异性的抗原、抗体或有特定物理化学亲和力的物质（配体）与吸附材料（载体）结合制成吸附剂（柱），选择性或特异地清除血液中的致病因子，从而达到净化血液，缓解病情的目的。