Máy chiết Soxhlet hoạt động bằng cách đun sôi dung dịch có chất tan có độ hòa tan hạn chế trong bình thấm màu, sau đó làm lạnh và thu gom chất ngưng tụ trong bể chứa từ đó chất tan đậm đặc có thể được chiết xuất. Một ống nối siphon bộ thấm màu vào bình chứa sẽ đẩy dung môi dư thừa trở lại bình chứa.
Máy chiết Soxhlet được phát minh vào năm 1879 bởi Franz von Soxhlet để chiết xuất lipid từ các vật liệu rắn. Bộ chiết chỉ hoạt động khi chất tan được chiết có độ hòa tan hạn chế trong dung môi mà nó được hòa tan. Điều này có nghĩa là không thể sử dụng máy chiết Soxhlet để chiết các muối ion từ các dung môi phân cực như nước, vì giới hạn hòa tan của các muối này trong nước là rất cao.
Vật liệu có chứa hợp chất cần chiết xuất được nạp vào ống đong và đặt bên trong máy thấm màu. Dung môi chiết được thêm vào nguyên liệu nếu nguyên liệu chưa được hòa tan. Bộ thấm màu được đặt trên đầu của bộ phận làm nóng, và bộ ngưng tụ làm lạnh được đặt ở trên cùng của bộ chiết. Khi dung môi chiết xuất nóng lên, nó sẽ hòa tan một số chất tan. Áp suất trong bộ thấm màu tiếp tục tăng lên cho đến khi dung môi được làm nóng hồi lưu vào bình chứa. Dung môi dư được xả ngược trở lại bình thấm màu, để lại chất tan trong bình chứa.
