En la extracción líquida – líquida, se separa de una solución líquida cierto componente por contacto con otro líquido insoluble. Si las sustancias que componen la solución original se distribuyen de manera diferente entre las dos fases líquidas, se puede lograr cierto grado de separación, que pueden incrementarse mediante el uso de contactos múltiples.
La extracción líquida – líquida se utiliza en reemplazo de otras operaciones de transferencia de masa. La destilación y la evaporación, son métodos cuyos productos están formados por sustancias puras. Pero la extracción produce nuevas soluciones que deben ser separadas. Para los casos en que las soluciones son diluidas (soluto con una composición menor al 5%), en las que debe evaporarse el agua o destilarse, la extracción es más económica. Ya que el calor de evaporación de la mayoría de los disolventes orgánicos es menor que el del agua. La extracción también se utiliza cuando se correr riesgo de descomposición térmica.
La extracción líquida – líquida, también se utiliza como sustituto e los métodos químicos. Estos últimos consumen reactivos y conducen a una costosa eliminación de los subproductos. La extracción por su parte, no provoca gastos químicos o eliminación de subproductos, por lo que resulta menos costosa. La separación de metales y la purificación de algunas sustancias químicas inorgánicas, se logra de manera más económica mediante extracción más allá del costo que se ocasiona para recuperar el disolvente.
Para separaciones que no pueden realizarse con otros métodos, también puede aplicarse la extracción líquida – líquida. Por ejemplo, en la destilación la separación se basa en la diferencia de las presiones de vapor. En cambio en la extracción, el factor determinante de la separación es la diferencia química. Muchos productos de la industria farmacéutica se generan a partir de mezclas tan complejas que solo la extracción líquida permite separarlas.