Na extração líquido-líquido ocorre a partição da amostra entre duas fases imiscíveis (orgânica e aquosa).
A extração líquido-líquido é uma técnica em que uma solução aquosa ou hidroalcoólica é colocada em contato com um segundo solvente orgânico imiscível com o primeiro solvente, a fim de realizar a transferência de um ou de mais de um soluto para o segundo solvente. A eficiência da extração depende da afinidade do soluto pelo solvente de extração, da razão das fases e do número de extrações.