液液萃取機的分液漏斗中進行逆流萃取，每一個漏斗含有一個指定的較低的相。樣品被引進到分液漏斗中上層液相并且在含有被測物質的上層液相平衡以后轉換到第二漏斗中。然后，引入新的上層溶劑相到一漏斗中。重復這個平衡過程許多次。隨著自動逆流萃取裝置出現，此過程會進行數百次傳遞。逆流萃取過程非常類似于低分辨柱色譜，通過幾個萃取管分布著樣品的組分。對于難度大的樣品，逆流萃取過程是有用的大范圍分離制備技術。

液液萃取機中有一種比較新的逆流技術叫做離心萃取色譜，從水樣品中萃取欲測物質。在離心萃取色譜中，一系列的盤分立和相互無關的分配通道中的離心力保持著液體固定相。流動相以微小的液珠形式連續地通過固定相。樣品組分在流動相和固定相之間進行分配，并且依據它們的分配系數被分離。

一個已知體積的樣品已經通過離心萃取色譜柱以后，流動方向變成反向并且新鮮的萃取溶劑被引進柱中將液體固定相中的被測物質淋洗出來。此技術已經被用于提純許多種化合物，包括廢水中的生物堿、脂肪酸、抗生素和表面活性劑，廢棄試劑和廢水中的酚、有機氯殺蟲劑。

液液萃取機的使用優點

液液萃取機在一定程度上可以直接用于非常小的樣品體積，使用小量的試劑和有機溶劑（費用降低），閉環系統（樣品不會暴露到大氣中，防止了污染和對人的毒性及溶劑的可燃性），高的樣品萃取產率，可充分自動化，流動系統的接口可直接與分析儀器相連接。缺點是，與批萃取（使用預濃縮技術除外）濃縮技術相比，靈敏度較低，要求更復雜的硬件（泵、相沉淀器、相分離器）。通常，人們不愿接受常規樣品制備中的流動萃取系統。

在液-液萃取過程中，有機相、水相、乳化物和外力是乳化形成的主要因素，如果破壞乳化形成的條件可以防止和避免乳化的形成。諸如，在臟器、血液等生物樣品的萃取前，在研缽中先加入等量的無水硫酸鈉與樣品同時研磨，直至干沙狀后，經有機溶劑萃取不會發生乳化現象，而且可獲得較高的萃取效率。