СПМЕ има три основнаекстракцијарежими: Директна ектракција СПМЕ, Хеадспаце СПМЕ и СПМЕ заштићен мембраном.

1) Директна екстракција

У методи директне екстракције, кварцно влакно пресвучено саекстракцијастационарна фаза се директно убацује у матрицу узорка, а циљне компоненте се директно преносе из матрице узорка у екстракциону стационарну фазу. Током лабораторијских операција, методе мешања се обично користе за убрзавање дифузије аналитичких компоненти од матрице узорка до ивице стационарне фазе екстракције. За узорке гаса, природна конвекција гаса је довољна да убрза равнотежу аналитичких компоненти између две фазе. Али за узорке воде, брзина дифузије компоненти у води је 3-4 реда величине нижа од оне у гасовима, тако да је потребна ефикасна технологија мешања да би се постигла брза дифузија компоненти у узорку. Технике мешања које се најчешће користе укључују: убрзавање протока узорка, протресање главе екстракционих влакана или посуде за узорке, мешање ротора и ултразвук.

С једне стране, ове технике мешања убрзавају брзину дифузије компоненти у матрици узорка велике запремине, а са друге стране смањују такозвани ефекат „зоне губитка“ узрокован слојем заштитног омотача течног филма који се формира на спољни зид екстракцијске стационарне фазе.

2) Екстракција простора главе

У режиму екстракције хеадспаце, процес екстракције се може поделити у два корака:
1. Анализирана компонента дифундује и продире из течне фазе у гасну фазу;
2. Анализирана компонента се преноси из гасне фазе у екстракциону стационарну фазу.
Ова модификација може спречити да стационарна фаза екстракције буде контаминирана високомолекуларним супстанцама и неиспарљивим супстанцама у одређеним матрицама узорака (као што су људски секрет или урин). У овом процесу екстракције, брзина екстракције у кораку 2 је генерално много већа од брзине дифузије у кораку 1, тако да корак 1 постаје контролни корак екстракције. Стога, испарљиве компоненте имају много бржу брзину екстракције од полуиспарљивих компоненти. У ствари, за испарљиве компоненте, под истим условима мешања узорака, равнотежно време екстракције простора у простору је много краће од времена директне екстракције.

3) Екстракција мембранске заштите

Главна сврха мембранске заштите СПМЕ је да заштитиекстракцијастационарна фаза од оштећења при анализи веома прљавих узорака. У поређењу са СПМЕ екстракцијом простора изнад, ова метода је повољнија за екстракцију и обогаћивање тешко испарљивих компоненти. Поред тога, заштитни филм направљен од специјалних материјала обезбеђује одређени степен селективности за процес екстракције.