SPME има три основниекстракцијарежими: Direct Ectraction SPME, Headspace SPME и SPME заштитена со мембрана.

1) Директно извлекување

Во методот на директно извлекување, кварцните влакна обложени соекстракцијастационарната фаза директно се вметнува во матрицата на примерокот, а целните компоненти директно се пренесуваат од матрицата на примерокот во стационарната фаза на екстракција. За време на лабораториските операции, најчесто се користат методи на агитација за да се забрза дифузијата на аналитичките компоненти од матрицата на примерокот до работ на стационарната фаза на екстракција. За примероци од гас, природната конвекција на гасот е доволна за да се забрза рамнотежата на аналитичките компоненти помеѓу двете фази. Но, за примероците на вода, брзината на дифузија на компонентите во водата е 3-4 реда пониска од онаа во гасовите, така што е потребна ефикасна технологија на мешање за да се постигне брза дифузија на компонентите во примерокот. Почесто користените техники за мешање вклучуваат: забрзување на брзината на проток на примерокот, тресење на главата на влакното за екстракција или контејнерот за примерок, мешање на роторот и ултразвук.

Од една страна, овие техники на мешање ја забрзуваат стапката на дифузија на компонентите во матрицата на примерокот со голем волумен, а од друга страна, го намалуваат таканаречениот ефект на „зона на загуба“ предизвикан од слој на заштитна обвивка од течен филм формиран на надворешниот ѕид на стационарната фаза на екстракција.

2) Екстракција на Headspace

Во режимот на екстракција на просторот, процесот на екстракција може да се подели на два чекори:
1. Анализираната компонента дифузира и продира од течната фаза во гасната фаза;
2. Анализираната компонента се пренесува од гасната фаза во стационарната фаза на екстракција.
Оваа модификација може да спречи стационарната фаза на екстракција да биде контаминирана со високомолекуларни супстанции и неиспарливи супстанции во одредени матрици на примероци (како што се човечки секрети или урина). Во овој процес на екстракција, брзината на екстракција на чекор 2 е генерално многу поголема од брзината на дифузија на чекор 1, така што чекор 1 станува контролен чекор на екстракција. Затоа, испарливите компоненти имаат многу побрза стапка на екстракција од полуиспарливите компоненти. Всушност, за испарливи компоненти, при исти услови на мешање на примерокот, времето на рамнотежа на екстракција на просторот е многу пократко од она на директно извлекување.

3) Екстракција на мембранска заштита

Главната цел на заштитата на мембраната SPME е да го заштитиекстракцијастационарна фаза од оштетување при анализа на многу валкани примероци. Во споредба со SPME за екстракција на хедспејс, овој метод е поповолен за екстракција и збогатување на тешко испарливи компоненти. Покрај тоа, заштитната фолија направена од специјални материјали обезбедува одреден степен на селективност за процесот на екстракција.