Der Dialysator ist der wesentliche Bestandteil eines Dialysegerätes zur Nierenersatzbehandlung durch Hämodialyse oder Hämodiafiltration. Der am häufigsten eingesetzte Dialysator ist der sogenannte Kapillardialysator. Der Kapillar­dialysator besteht aus einem Gehäuse, in dem eine große Anzahl von feinen Hohlfasern (Kapillaren) parallel angeordnet ist. In den Fasern strömt das Blut, der Außenraum wird im Gegen­strom mit Dialysat (Dialysierflüssigkeit) durchströmt. Die Wand der Hohlfasern bildet eine semipermeable Membran, die für Wasser und darin gelöste Substanzen bis zu einer mittleren Molekülgröße durchlässig ist. Diese semi­permeable Membran ist allerdings für Blutzellen und größere Eiweißmoleküle, wie z. B. Albumin, dagegen nicht durchlässig. Über diese semipermeable Membran erfolgt der Stoff­trans­port der gelösten Substanzen im Blut und im Dialysat durch Diffusion oder Konvektion.

Es ist auch möglich Wasser in Form einer Ultrafiltration zu filtrieren.
Wichtig für die Herstellung von Dialyse­mem­branen sind folgende Faktoren: Biokompatibilität, Vermeidung eines Blutzerfalls (Hämolyse), die Semipermeabilität, die Robustheit und Druckbeständigkeit, sowie auch die Feinheit der Hohlfasern. Heutzutage bestehen Dialysa­toren z. B. aus Polysulfon oder anderen synthetischen Membranen. Früher häufig verwendetes Zelluloseacetat wird nach Möglichkeit vermieden, da es zur Aktivierung Abwehrzellen (Komplement­aktivierung) an Zellulosemembranen kommt.