SPME, poliermerler ve sorbentlerle kaplanmış bir lif kullanır. Kaplanmış lif koruyucu bir iğneye yerleştirilir ve bir SPME tutucuya bağlanır. Lif bir örneğe maruz kaldığında, örnek matrisinden bir denge oluşturulana kadar örnek matrisinden ilgi bölümünün anlytleri sabit faza girer. Elyafın kaplaması, hedef bileşikleri numuneden emilim veya adsorpsiyon ile çıkarır. Önceden tanımlanmış bir ekstraksiyon süresinden sonra, lif doğrudan bir kromatografik alete, genellikle desorption ve analiz için gaz kromatografisine (GC) veya yüksek performanslı sıvı kromatografisine (HPLC) yerleştirilir ve yerleştirilir.
SPME, analiz örneklemesini, izolasyonunu ve zenginleştirmeyi tek adımda birleştirir, prosedürleri otomatikleştirmeyi kolaylaştırır. Analistlerin, analizlerin düşük konsantrasyonda olmasına rağmen, SPME fiberes kutuplarını ve kalınlığını kontrol ederek, örnekleme süresini ve diğer ekstraksiyon faktörlerini ayarlayarak örneklemden son derece tutarlı ve ölçülebilir sonuçlar elde etmelerini sağlar. Katı faz mikro ekstraksiyonu, örneklerin ve matrislerin çoğu için geçerli olan örneklere zarar vermez. SPME lifleri gibi sarf malzemeleri yeniden kullanılabilir ve ekonomiktir ve ortak markaların herhangi bir GC ile uyumludur. Raykol'un XTrust el kitabı SPME ve otomatik SPME, suda koku ve tat bileşikleri gibi ortamlar alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.