如果按照萃取过程中是否发生了化学反应来进行分类的话，萃取分离可以分为物理萃取和化学萃取两大类。

（1）物理萃取

被分离物在萃取过程中不发生化学反应的物质传递过程称为物理萃取。它利用溶质在两种互不相溶的液相中的不同分配关系将其分离开来。其基本依据是“相似相溶”规则。在不形成化合物的条件下，两种物质的分子大小与组成结构越相似，它们之间的相互溶解度就越大。物理萃取过程比较适合于用有机溶剂回收和处理疏水性较强的溶质体系，如含氮、含磷类有机农药，除草剂以及硝基苯等。物理萃取对极性有机物稀溶液的分离常常是不理想的，选择对极性有机物有较大分配系数的溶剂来萃取时，该溶剂在水中的溶解度也大。这无疑会在工艺过程中带来较大的溶剂流失和二次污染，或加重残液脱溶剂的负荷。

（2）化学萃取

许多液液萃取体系，其过程常伴有化学反应，即存在溶质与萃取剂之间的化学作用。而且也正是这些化学反应的存在才使不同物质之间的差异性得以显现，并扩大了物质之间的分离差异。这类伴有化学反应的传质过程，称为化学萃取。无机酸、金属离子（或金属配位离子）等的化学萃取曾经是十分活跃的领域，有关该类过程的化学萃取机理已形成了比较成熟的系列成果。