Die Hämodiafiltration ist ein Verfahren, welches die Hämodialyse und die Hämofiltration kombiniert. Niedermolekulare Substanzen wie Harnstoff und Kreatinin oder Kalium werden vorwiegend durch diffusiven Transport wie bei der Hämodialyse entfernt, größere Moleküle hingegen durch konvektiven Transport wie bei der Hämofiltration. Bei der Hämodiafiltration ist die Gesamtmenge der entfernten Giftstoffe höher als bei der Hämodialyse und der Hämofiltration, da  die Konvektion und Diffusion nicht addieren sondern sich gegenseitig beeinflussen. Eingesetzt werden High-Flux-Dialysatoren mit einer höheren Ultrafiltrationsleistung. Bei der sehr effektiven Online-Hämodiafiltration wird die notwendige Substitutionslösung aus dem Dialysat gebildet. So können große Flüssigkeitsmengen für den konvektiven Transport zur Verfügung gestellt werden.