交換の原理を用いる方法で、他の方法に比べ大きな分子量の物質まで除去可能であるという特徴と同時に患者の血液中に不足している有用物質を補充しうるという特徴ももっている。血漿交換の方法は、血漿分離膜で血球成分と血漿とに分離し、病因物質が含まれる血症を破棄し、破棄した血漿量と同等の新鮮凍結血漿（FFP）を補充する。腎不全のある場合は、高ナトリウム血症や浸透圧上昇を防ぐために8時間以上かけてゆっくりと血漿交換する。この方法を持続的血漿交換という。