超臨界二氧化碳萃取別離進程的原理是使用超臨界二氧化碳對某些天然產物具有特殊溶解作用，使用超臨界二氧化碳的溶解能力與其密度的關系，即使用壓力和溫度對超臨界二氧化碳溶解能力的影響而進行的。
在超臨界狀況下，將超臨界二氧化碳與待別離的物質觸摸，使其有選擇性地把極性大小、沸點凹凸和分子量大小不同的成分依次萃取出來。當然，對應各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但能夠操控條件得到較佳份額的混合成分，然后憑借減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則徹底或基本析出，從而達到別離提純的目的，所以超臨界流體二氧化碳萃取進程是由萃取和別離組合而成的。
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