על פי עקרון הקרום החדיר למחצה, זה יכול להכניס את הדם והדיאליזה של המטופל באותו הזמן, שניהם זורמים בכיוון ההפוך בשני הצדדים של קרום הדיאליזה.
בעזרת שיפוע של המומס, לחץ אוסמוטי ולחץ הידראולי,
ההמודיאליזר החד פעמי יכול להסיר רעל ומים נוספים בגוף, ובמקביל לספק את החומר הדרוש מהדיאליזה ולשמור על איזון אלקטרוליט וחומצה בדם.