SPME het drie basieseonttrekkingmodusse: Direkte Ectraction SPME, Headspace SPME en membraanbeskermde SPME.

1) Direkte onttrekking

In die direkte ekstraksie metode, die kwartsvesel bedek met dieonttrekkingstasionêre fase word direk in die monstermatriks ingevoeg, en die teikenkomponente word direk van die monstermatriks na die ekstraksie-stasionêre fase oorgedra. Tydens laboratoriumbewerkings word roermetodes algemeen gebruik om die diffusie van analitiese komponente vanaf die monstermatriks na die rand van die ekstraksie-stasionêre fase te versnel. Vir gasmonsters is die natuurlike konveksie van die gas voldoende om die ewewig van die analitiese komponente tussen die twee fases te versnel. Maar vir watermonsters is die diffusiespoed van komponente in water 3-4 ordes van grootte laer as dié in gasse, so effektiewe mengtegnologie is nodig om vinnige diffusie van komponente in die monster te bewerkstellig. Die meer algemeen gebruikte mengtegnieke sluit in: versnel die monstervloeitempo, skud van die ekstraksieveselkop of monsterhouer, rotorroer en ultraklank.

Aan die een kant versnel hierdie mengtegnieke die diffusietempo van die komponente in die grootvolume monstermatriks, en aan die ander kant verminder die sogenaamde "verliessone"-effek wat veroorsaak word deur 'n laag vloeibare film beskermende omhulsel wat op die buitewand van die ekstraksie-stasionêre fase.

2) Kopspasie onttrekking

In die kopspasie-onttrekkingsmodus kan die onttrekkingsproses in twee stappe verdeel word:
1. Die geanaliseerde komponent diffundeer en penetreer vanaf die vloeistoffase na die gasfase;
2. Die geanaliseerde komponent word van die gasfase na die ekstraksie-stasionêre fase oorgedra.
Hierdie wysiging kan voorkom dat die ekstraksie-stasionêre fase deur hoëmolekulêre stowwe en nie-vlugtige stowwe in sekere monstermatrikse (soos menslike afskeidings of urine) besmet word. In hierdie ekstraksieproses is die ekstraksiespoed van stap 2 oor die algemeen baie groter as die diffusiespoed van stap 1, dus word stap 1 die beheerstap van ekstraksie. Daarom het vlugtige komponente 'n baie vinniger ekstraksietempo as semi-vlugtige komponente. Trouens, vir vlugtige komponente, onder dieselfde monstermengtoestande, is die ewewigstyd van kopspasie-ekstraksie baie korter as dié van direkte ekstraksie.

3) Membraanbeskerming onttrekking

Die hoofdoel van membraanbeskerming SPME is om dieonttrekkingstilstaande fase van skade wanneer baie vuil monsters ontleed word. In vergelyking met die kopspasie-ekstraksie SPME, is hierdie metode meer voordelig vir die onttrekking en verryking van moeilik-tot-vlugtige komponente. Daarbenewens bied die beskermende film gemaak van spesiale materiale 'n sekere mate van selektiwiteit vir die ekstraksieproses.