A fase estacionária de um cartucho SPE de fase reversa é derivatizada com cadeias de hidrocarbonetos que retêm compostos de polaridade média a alta devido ao efeito hidrofílico; o analito pode ser eluído por meio da lavagem do cartucho com um solvente polar, o que interrompe a interação entre o analito e a fase estacionária. 

A microextração em fase sólida (SPME) é uma técnica de SPE que envolve o uso de uma fibra revestida com uma fase extrativa, que pode ser líquida (polímero) ou sólida (sorvente), que extrai diferentes tipos de analitos (incluindo-se voláteis e não voláteis) de diferentes tipos de meio, que podem estar em fase líquida ou gasosa. 

Na SPE, o analito de interesse é retido na fase estacionária, ao passo que as impurezas indesejadas da amostra são eluídas na fase móvel. 

Na SPE, a fase móvel é sempre coletada, pois ela sempre contém o(s) analito(s) desejado(s). 

A SPE é capaz de isolar um único analito de uma mistura complexa.