全自動固相萃取儀的工作原理可以簡單概括為：樣品進樣、進樣前處理、萃取、洗脫、濃縮及自動清洗等幾個步驟。

樣品進樣：將待分析的樣品加入進樣瓶中，經由自動進樣系統將樣品轉移到固相萃取柱。

進樣前處理：在進樣前，對樣品進行必要的前處理，如加熱、保留時間、添加氣體等。

萃取：正常情況下，固相萃取柱內裝有具有特定親和力的吸附劑，如硅膠、聚甲醛、交聯聚合物等，利用吸附劑與樣品中的目標化合物之間相互作用，對樣品進行分離、富集。萃取后，目標化合物便被帶到了固相萃取柱中。

洗脫：在收集到固相萃取柱中的目標化合物之后，將洗脫溶劑通過樣品掃描的柱底、上方或柱中穿過，將固相萃取柱中的目標化合物洗出來，從而得到預期的分析物。

濃縮：將洗脫后的溶液經過加熱、吹氮等濃縮處理方式，使目標化合物獲得更高的濃度進行分析。

自動清洗：固相萃取柱在分析過程中會被潛在的污染物所污染，因此需要進行高溫、高壓清洗。