管固相萃取裝置的基本原理是以石英纖維或其它材料為基體支持物，根據樣品組分的性質，在其表面涂漬不同性質的固定相涂層；通過直接浸入或頂空方式，利用固定相涂層對樣品中的有機物或者無機離子進行萃取和富集；萃取和富集結束后（平衡后或未達平衡前），將富集了待測物的纖維從樣品中取出，隨后直接將纖維置于分析儀器（氣相色譜、液相色等）的進樣裝置中通過一定的方式解吸附，在待測物組分引入分析儀器之后，對其進行分離和檢測。
管固相萃取裝置由三部分組成：
A柱管：吸附劑的載體，由血清級的聚丙烯制成，通常做成注射器形狀。也提供玻璃的柱管用以特殊分析。柱管下端出口的尺寸已標準化，可用于不同廠家的固相萃取裝置；
B篩板：起固定吸附劑和過濾溶液的作用。聚乙烯是常見的篩板材料，對于特殊分析也可采用特氟龍、不銹鋼片或玻璃等材質；
C吸附劑：固相萃取柱中發揮分離作用的物質，是固相萃取產品的核心部分。
管固相萃取裝置的萃取模式概述：
萃取模式指的是在使用固相微萃取分析樣品時，基體支持物（如石英纖維、不銹鋼絲等）上涂漬的固定相涂層與樣品發生相互作用時的方式。在使用時應當選擇合適的萃取模式，主要考慮幾個方面的因素：樣品基質的組成、組分的揮發性、組分與樣品基質的親和力。目前萃取的主要萃取模式可以分為兩種：纖維萃取模式和管內萃取模式。
纖維萃取模式的基體支持物是石英纖維、不銹鋼絲等材料，將固定相涂層涂漬在其表面，然后對樣品中的待測物進行萃取和富集。纖維萃取模式是固相微萃取常用的模式，同時也有一些在此基礎上的擴展。
管內萃取模式的基體支持物是石英毛細管、peek管等材料，將固定相涂層涂漬在管內，然后對樣品中的待測物進行萃取和富集。管內萃取模式是固相微萃取較新的模式，可以與氣相色譜、高效液相色譜、液質聯用等聯用，同時也有一些在此基礎上的擴展。
