固相萃取裝置及小柱實質上是一種液相色譜分離，其主要分離模式也與液相色譜相同，可分為正相（吸附劑極性大于洗脫液極性），反相（吸附劑極性小于洗脫液極性），離子交換和吸附。固相萃取裝置及小柱所用的吸附劑也與液相色譜常用的固定相相同，只是在粒度上有所區別。
正相：所用的吸附劑都是極性的，用來萃取（保留）極性物質。在正相萃取時目標化合物如何保留在吸附劑上，取決于目標化合物的極性官能團與吸附劑表面的極性官能團之間的相互作用，其中包括了氫鍵π-π鍵相互作用，偶極5 偶極相互作用和偶極5 誘導偶極相互作用以及其他的極性 - 極性作用。正相固相萃取裝置及小柱可以從非極性溶劑樣品中吸附極性化合物。
反相：所用的吸附劑通常是非極性的或極性較弱的，所萃取的目標化合物通常是中等極性到非極性化合物。目標化合物與吸附劑間的作用是疏水性相互作用，主要是非極性 非極性相互作用，是范德華力或色散力。
離子交換：所用的吸附劑是帶有電荷的離子交換樹脂，所萃取的目標化合物是帶有電荷的化合物，目標化合物與吸附劑之間的相互作用是靜電吸引力。
吸附劑（固定相）：的選擇主要是根據目標化合物的性質和樣品基體性質。目標化合物的極性與吸附劑的極性非常相似時，可以得到目標化合物的*保留。兩者極性越相似，保留越好，所以要盡量選擇與目標化合物極性相似的吸附劑。例如：萃取碳氫化合物時，要采用反相固相萃取裝置及小柱。當目標化合物極性適中時，正、反相固相萃取裝置及小柱都可使用。吸附劑的選擇還要受樣品的溶劑強度的制約。
樣品溶劑的強度相對該吸附劑應 該是較弱的，弱溶劑會增強目標化合物在吸附劑上的保留（吸附）。溶劑強度在正、反固相萃取中的順序是不同的。如果樣品溶劑的強度太強，目標化合物將得不到保留（吸附）或保留很弱。例如：樣品溶劑是正己烷時用反相固相萃取就不合適了，因為正己烷對反相固相萃取是強溶劑，目標化合物將不會吸附在吸附劑上；當樣品溶劑是水時就可以用反相固相萃取，因為水對反相固相萃取是弱溶劑，不會影響目標化合物在吸附劑上的吸附。
1、目標化合物在極性或非極性溶劑中的溶解度，這主要涉及淋洗液的選擇。
2、目標化合物有無可能離子化，從而決定是否采用離子交換固相萃取。
3、目標化合物有無可能與吸附劑形成共價鍵，如形成共價鍵，在洗脫時可能會遇到麻煩。
4、非目標化合物與目標化合物在吸附劑上吸附點的競爭程度，這關系到目標化合物與干擾化合物能否很好分離。
