Como se aclaró en la sección Bases Físicas de la Diálisis, las membranas para diálisis son elementos semipermeables que dejan pasar algunas moléculas y otras no. En los equipos de hemodiálisis las membranas se encuentran dentro del "dializador", un componente que posee dos compartimientos: el sanguíneo y el de dializado. La membrana se ubica como separador entre estos compartimientos.

Actualmente se utilizan membranas de cuatro tipos de materiales: Celulosa, celulosa sustituida, sintéticas, celulosintéticas.

Es el tipo más frecuente en los dializadores. Se conocen por diferentes nombres: Celulosa regenerada, cupramonio-celulosa (cuprofán), cupramonio-rayón, éster de celulosa saponificada.

El polímero celulosa tiene gran cantidad de radicales oxhidrilo libres en su superficie. En la membrana de acetato de celulosa, un número importante de esos grupos está químicamente unido a grupos acetato.

En la hemodiálisis realizada con membranas de celulosa no sustituida, se cree que los radicales oxhidrilo libres de la superficie activan el sistema de complemento de la sangre. La activación de éste es mucho menor cuando se utilizan membranas de celulosa sustituida o membranas sintéticas.

Para fabricarlas se añade un material sintético (generalmente un compuesto amino terciario) a la celulosa licuada durante la formación de la membrana. Como resultado, se modifica la superficie de la membrana, aumentando su biocompatibilidad. Estas membranas se conocen con los nombres comerciales de Celliosyn y Hemofán.

Estas membranas no contienen celulosa y los materiales utilizados incluyen poliacrilonitrilo (PAN), polisulfona, policarbonato, poliamida y polimetilmetacrilato (PMMA).