L'emodiafiltrazione è un processo che combina due metodiche, l’emodialisi e l’emofiltrazione. Il punto di partenza teorico per la combinazione di questi due processi è che le sostanze a basso peso molecolare, come l'urea e la creatinina, vengono rimosse principalmente per via diffusiva con la metodica dell'emodialisi, mentre le molecole più grandi vengono rimosse principalmente per via convettiva, con la metodica dell'emofiltrazione. Nell'emodiafiltrazione (HDF), la quantità totale di tossine rimosse è maggiore rispetto all’utilizzo delle singole metodiche, poiché le due tecniche convettiva e diffusiva non si sommano, ma lavorano in parallelo influenzandosi a vicenda. Le membrane sintetiche più permeabili ("dializzatori ad alto flusso"), con prestazioni di ultrafiltrazione superiori, sono utilizzate per l'emodiafiltrazione. Come nell'emofiltrazione, l'ultrafiltrato viene sostituito da una soluzione sterile (soluzione di sostituzione) in emodiafiltrazione.