Rezaee等于2006年首次报道了分散液相微萃取（DLLME)这一新的液相微萃取方式。分散液相微萃取是基于目标分析物在样品溶液和萃取剂之间平衡分配的过程。它只适用于亲脂性高或中等的分析物，对于高度亲水的中性分析物，是不适用的；而对于具有酸碱性的分析物，可通过控制样品溶液的pH值使分析物以非离子化状态存在，从而提高分配系数。分散液相微萃取的萃取过程如下：

首先在样品中加入少量萃取剂和一定体积的分散剂，经振荡混合后即形成一个乳浊液体系，再经离心分层，用微量进样器取出萃取剂即可直接进样分析。在萃取过程中，萃取剂和分散剂的种类、体积、萃取时间以及盐度都会影响到萃取效率。作为一种新型的样品前处理方法，分散液相微萃取已经在农药残留、药物分析等领域得到广泛应用。