土壤是一种含有固体、液体和气体的复合物。这三者的含量因地区和气候有很大的差异。通常，土壤的组成可以分为无机成分和有机成分。无机成分主要是矿物质。矿物质是一种具有一定物理、化学及结晶特性的自然无机物。土壤中的矿物质主要有石英(SiO2)、铝硅酸盐、高岭土、蒙脱土及蛭石等。其中铝硅酸盐黏土矿物质通常带有负电荷，因而具有较强的吸附阳离子的能力。这些矿物质晶体中的离子之间的同晶置换所产生的负电荷是相对稳定的，所以称为永久负电荷。除此之外，高岭土晶体层一面的羟基在一定条件下被电离，放出H+，使晶体表面带负电。由于这种负电荷受pH的影响，所以也称为可变负电荷。

这种负电荷吸附阳离子的能力较弱。在我国，北方土壤以永久负电荷为主，南方土壤由于pH值低，可变负电荷比例较大。有机成分又称为腐殖土。腐殖土在矿石土壤表面的含量在0.5％～5％，在有机土壤中的含量可高达100％。腐殖土具有很高的表面积(可高达800～900 m2／g)及阳离子交换容量(150～200 mol／kg)。由于腐殖土的这些特性，使得腐殖土成为土壤中有机污染物、重金属及植物营养成分的主要吸附剂。腐殖土可以被进一步划分为非腐殖的和腐殖的两类。非腐殖的物质包括碳氢化合物、蛋白质、脂肪、石蜡等，这些化合物具有比较清晰的物理化学性质。

由于这些物质受到土壤中的微生物的攻击，它们在土壤中只是暂时存在。腐殖性的物质有腐殖酸、富里酸、腐黑酸等。这些物质具有相对较高的相对分子质量，有颜色。腐殖酸呈黑色，不溶于稀酸，可以通过溶剂从土壤中萃取出来。在对腐殖酸进行酸化萃取后，富里酸依然保留在溶液中。腐黑酸是腐殖物中不溶于碱性溶液的部分。

与固态生物组织类似，对土壤和沉积物的固相萃取也要求将目标化合物从这些基质中释放出来。索氏萃取、加速溶剂萃取、微波辅助萃取、超临界萃取、超声波萃取用萃取缓冲液匀浆等都是常用的土壤、沉积物萃取的方法。这些方法多数都属于液一固萃取，有许多已经得到政府或国际机构的认可。

由于在萃取过程中往往需要加温和(或)加压，使得萃取液能够更加有效地渗透固体颗粒，所以得到的萃取物往往是混合物。萃取液中除了目标化合物之外，还有大量在萃取条件下被共萃取出来的杂质。因此，得到的萃取液往往需要进一步的净化，固相萃取就是一种常用的净化手段。