Hemodialýza nebo zkráceně dialýza je léčebná metoda, při které jsou z organismu odstraňovány odpadní produkty metabolismu, které se v krvi hromadí při selhání ledvin. Hemodialýza je jednou z metod náhrady funkce ledvin.
Při hemodialýze je pacient napojen na zařízení, které je označováno jako „umělá ledvina“: krev je z organismu vedena do přístroje s polopropustnou membránou, který nahrazuje očišťovací funkci ledvin, a následně se očištěná vrací zpět do organismu. Celá procedura trvá přibližně 4 hodiny a opakuje se obvykle 3× týdně.
V principu se jedná o dialýzu krve proti fyziologickému roztoku: nežádoucí zplodiny metabolismu (např. močovina) jsou odstraněny, ale větší molekuly (např. proteiny) v krevní plazmě zůstávají.