微波萃取仪的基本原理是微波直接作用于被分离物，即微波直接作用于样品基体内。如果这作用于分子，就会促进分子的旋转运动。分子此时只要具有一定的极性，通过微波瞬间极化，频率2450MHz，分子以24.5亿次/秒的速度进行极性转换运动，发生键的振动、断裂和粒子之间的摩擦、碰撞，分子活性部分(极性部分)的接触和反应变得更好。由于产生大量热能的物质不同，介电常数也不同，吸收微波的能量程度也不同，产生的热能和传递到周围环境的热能也不同。对于微波场，基质物质的区域或萃取系统的成分根据吸收微波的能力而被选择性地加热，可以从基质或系统中分离萃取物。

微波能量通过极性分子的偶极子旋转和离子传导两种作用直接传递到物质中，整个分子迅速转向和定向排列，产生断裂和相摩擦发热。传统加热方式由于实际操作需要，容器壁大多由热的不良导体制成，热从器壁传导到溶液内部需要时间；相反，微波加热是一种内加热过程，与普通的外加热方式不同，热量不是由外向内传递，而是同时直接作用于内外部介质分子，整个材料同时加热，保证了能量的快速传递和充分利用。

微波萃取仪的优点是快速并賦予样品低的热应力，这对热稳定性低的样品萃取是有利的。

由于微波萃取需要极性溶剂，需要用非极性溶剂萃取时也同样使用一种改性剂或混合溶剂进行萃取。影响提取效果的主要因素有溶剂的选择、提取的时间、微波能量等，尤其是样品中的含水量对提取影响较大。1次提取或多次提取取决于具体的实验情况，如长时间的微波作用是否会造成温度过高、溶剂沸腾、萃取管压力上升等不良影响。但是，在大多数情况下，多次照射微波的方法取得了很好的效果。

与传统微波消解的设备相同，微波萃取仪用于无机分析，存在有机物时利用消解消除有机物干扰，准确定量分析无机元素。

但该装置除消化外还可进行提取、蛋白质水解、浓缩、干燥、化学反应等操作。使用该装置对蛋白质进行微波水解，可以使被检测对象物容易从蛋白质上解离，提高对象物的提取量。萃取管密封，其萃取效率明显优于开放型萃取管。为了提高提取效果，增加了超声波功能，据说还可以利用超声波的作用代替机械搅拌，显著提高提取量。