Ekstrakcja ciecz-ciecz oferuje naukowcom i chemikom wiele korzyści analitycznych. Służy do wydobywania substancji rozpuszczonej z innego roztworu, często binarnego. Jest to zakończone poprzez wystawienie na działanie drugiego rozpuszczalnika, który nie miesza się z roztworem, zgodnie z Thermopedia. W bardziej złożonych przypadkach ekstrakcja ciecz-ciecz stosowana jest w roztworach o wielu różnych komponentach i oddziela je od siebie.
Ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz jest rodzajem procesu rozdzielania, który umożliwia oddzielenie różnych związków w zależności od ich rozpuszczalności. Obejmuje to stosowanie różnych płynów niemieszalnych. Ciecze stosowane w tym procesie są zwykle wodą i rozpuszczalnikiem. Jest to powszechny proces chemiczny i istnieje kilka urządzeń, które wykonują to zadanie.
Oprócz pomagania w badaniu niektórych rozwiązań, ekstrakcja ciecz-ciecz ma również zastosowania przemysłowe. Ten typ ekstrakcji jest często wykorzystywany w warunkach biotechnologicznych. Biologicznie produkowane chemikalia i paliwa, takie jak glony, często wymagają ekstrakcji ciecz-ciecz. Pozwala to inżynierom na oddzielenie różnych składników tych paliw. Nie wszystkie sfermentowane i uformowane biologicznie składniki są użyteczne, więc muszą zostać wyekstrahowane, zachowując resztę użytecznego roztworu w stanie nienaruszonym. Ekstrakcja ciecz-ciecz stosowana jest do obniżenia wymaganych poziomów energii do destylacji tych roztworów.