萃取塔的工作原理主要基於液-液萃取，利用物質在兩種互不相溶或微溶的溶劑中溶解度或分配係數的差異，使物質從一種溶劑轉移到另一種溶劑中。
在萃取塔內，一種液體被破碎成液滴，分散在另一種連續液體中，通過這種方式進行萃取。萃取塔內部結構利用重力或機械作用來促進液滴的分散和萃取過程。
此外，萃取塔還利用物理吸附、化學反應和蒸餾分離等技術進一步促進物質的分離。例如，填料表面的物理吸附能力可以幫助分離某些組分，而特定的填料或溶劑可能與混合物中的某些組分發生化學反應，從而實現對這些組分的分離。在蒸餾分離過程中，利用氣體和液體之間的相互作用，在塔內實現組分的分離。