固相萃取的基本原理：SPE利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。
正相萃取：用极性吸附剂萃取（保留）极性物质。在正相萃取时目标化合物如何保留在吸附剂上，取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用，其中包括氢键，π—π键相互作用，偶极－偶极相互作用和偶极－诱导偶极相互作用以其他的极性－极性作用。正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中吸附极性化合物。
反相萃取：通常用非极性的或极性较弱的吸附剂萃取中等极性到非极性化合物。目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用，主要是非极性－非极性相互作用，是范德华力或色散力。离子交换萃取离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂，所萃取的目标化合物是带有电荷的化合物，目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。
吸附剂选择：主要根据目标化合物性质和样品基体（即样品的溶剂）性质。目标化合物的极性与吸附剂的极性非常相似时，可以得到目标化合物的最佳吸附。尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂。
例如：萃取碳氢化合物时，采用反相固相萃取。当目标化合物极性适中时，正﹑反相固相萃取都可使用。吸附剂的选择还受到样品溶剂强度（即洗脱强度）的制约。样品溶剂强度相对选择的吸附剂应该是较弱的，弱溶剂增强目标化合物在吸附剂上的吸附。如果样品溶剂的强度太强，目标化合物将得不到保留（吸附）或保留很弱。例如：样品溶剂是正己烷时用反相固相萃取就不合适了，因为正己烷对反相固相萃取是强溶剂，目标化合物将不会吸附在吸附剂上；当样品溶剂是水时就可以用反相固相萃取，因为水对反相固相萃取是弱溶剂，不会影响目标化合物在吸附剂上的吸附。