W dializie otrzewnowej dializatorem jest część otrzewnej. Woda i substancje rozpuszczone we krwi mogą przemieszczać się od strony krwi w kierunku dializatu przez błonę otrzewnową, która stanowi cienką warstwę tkanki pokrywającej organy wewnętrzne. Za pomocą elastycznej rurki silikonowej, nazywanej cewnikiem, do jamy brzusznej zostaje powoli wprowadzone około dwóch litrów płynu do dializy.
W przypadku dializy otrzewnowej cewnik jest zakładany raz na cały okres leczenia pacjenta. Po wprowadzeniu dializatu do jamy otrzewnowej, usuwanie produktów przemiany materii i wody zachodzi do momentu wyrównania stężenia substancji rozpuszczonych po stronie krwi i stronie dializatu. Czas wymiany wody i produktów przemiany materii nazywany jest czasem sekwencji dializy. Po upływie sekwencji, dializat zostaje wyprowadzony z jamy brzusznej za pomocą tego samego cewnika. Jednak dializa otrzewnowa trwa nadal, gdyż zużyty płyn do dializy otrzewnowej zostaje zastąpiony nowym. Proces zastępowania zużytego płynu do dializy nowym, nazywamy wymianą. Wymiana jest powtarzana kilka razy dziennie: zwykle 4–5 razy.