Гемодіафільтрація відрізняється від гемодіалізу тим, що в цій методиці окрім дифузійного транспорту для видалення уремічних токсинів з крові використовується ще й конвективний, тобто видалення речовин в об’ємі рідини, що додатково автоматично вводиться в екстракорпоральний контур (так званий субстітуат). Переваги та недоліки цього методу такі ж, як і високопоточного діалізу.

Суть методу гемодіафільтрації полягає в тому, що кров пацієнта пропускають через напівпроникну мембрану з відносно великими порами - отворами (високопоточний діалізатор або гемофільтр). На відміну від гемодіалізу, де діалізуючий розчин не змішується з кров’ю, при  гемодіафільтрації в кров у доволі великій кількості додають спеціальний (заміщуючий) розчин, який потім видаляється через мембрану фільтру разом з «шкідливими» речовинами.

Процедура гемодіафільтрації на перший погляд не відрізняється від гемодіалізу, але є технічно більш складною і потребує спеціального обладнання - апаратів для гемо(діа)фільтрації. Такі апарати можуть проводити і гемодіаліз, але на відміну від звичайних апаратів для гемодіалізу, мають складнішу конструкцію, оскільки забезпечують приготування заміщуючого розчину, який повинен бути стерильним. 

Додатковою перевагою є зменшення частоти артеріальної гіпотензії (досить частого ускладнення «звичайного»гемодіалізу). А додатковими недоліками — значне зростання вартості за рахунок необхідності використання спеціальних витратних матеріалів та додаткового очищення води (оскільки значні об’єми субстітуату вводяться в організм пацієнта). Були проведені численні дослідженні, що вивчали вплив застосування гемодіафільтрації на виживання пацієнтів у порівнянні із «звичайним» гемодіалізом, які мали суперечливі результати. На сьогодні, підсумком цих досліджень є переконаність в тому, що гемодіафільтрація не має негативного впливу на тривалість життя гемодіалізних пацієнтів, а її позитивний вплив (тобто зростання тривалості життя) не можна виключити при застосуванні дуже великої кількості субстітуату (від 18 до 23 літрів за сеанс) і тільки у порівнянні з високопоточним гемодіалізом.