Στην Ιατρική επιστήμη, αιμοκάθαρση (επίσης αιμοδιύλιση, Τεχνητός Νεφρός, αγγλ. Hemodialysis) είναι μία μέθοδος για τη μετακίνηση απόβλητων προϊόντων όπως η κρεατινίνη και η ουρία, με όμοιο τρόπο όπως του ύδατος από το αίμα, όταν ο νεφρός ευρίσκεται σε νεφρική ανεπάρκεια. Η αιμοκάθαρση είναι μια από τις τρεις μεθόδους νεφρικής υποκατάστασης, οι άλλες δύο είναι η νεφρική μεταμόσχευση και η περιτοναϊκή διάλυση.

Η αιμοκάθαρση μπορεί να εφαρμοστεί σε νοσοκομειακούς και εξωνοσοκομειακούς ασθενείς. Η χρόνια αιμοκάθαρση γίνεται σε ειδικές κλινικές Τεχνητού Νεφρού σε εξωτερικούς ασθενείς, ή σε ειδικά διαμορφωμένους χώρους στο νοσοκομείο. Λιγότερο συχνά πραγματοποιείται στο σπίτι, με μόνο του τον ασθενή και με τη βοήθεια συγγενικού του προσώπου ή νοσηλεύτριας (home hemodialysis). Η θεραπεία αιμοδιύλισης σε μία κλινική αρχίζει και κατευθύνεται από ειδικευμένο προσωπικό αποτελούμενο από νοσηλευτές και τεχνικούς.