Bei der Hämofiltration werden Membranen mit großen Poren (sogenannte Hämofilter) eingesetzt. Der Stofftransport erfolgt konvektiv. Niedermolekulare Stoffe wie Elektrolyte, Kreatinin, Phosphat, Aminosäuren und Medikamente werden in der Behandlungszeit abfiltriert. Die Effektivität des Verfahrens ist abhängig von der Ultrafiltrationsmenge sowie der Menge des Substituats und den Filtereigenschaften. Ein ausreichender transmembranöser Druck ist erforderlich. Wichtig ist auch der Blutfluss. Der Filtratfluss sollte maximal 25 % vom Blutfluss betragen. Die Austauschmenge pro Hämofiltrationsbehandlung sollte etwa 1/3 des Körpergewichts des Patienten betragen, d. h. bei 90 kg Gewicht etwa 30 l.