如果KD值小或者需要的樣品量大，多次萃取是不實際的。根據式（10-2-3）可能會需要很多的萃取次數，并且萃取的總體積也太大。在某些情況下，萃取的動力學可能是很慢的，需要很長時間才能建立平衡。在這些情況下，可以使用連續液 -液萃取技術。
在連續液 -液萃取中，新鮮的有機溶劑可以循環地連續使用，通過含有被萃取的水相。使用比水重的有機溶劑進行萃取。這種萃取溶劑從燒瓶中被加熱蒸餾，上升到冷凝器被冷凝，并淋漓出兩種不混合的水和帶有萃取物的溶劑。最后，溶劑和萃取物返回到燒瓶中。此過程連續地進行直到足夠量的被測物質被萃取出來。在某些模塊中，燒瓶也作為濃縮器使用，連續萃取之后便于蒸發和除去萃取溶劑。
可以撤去溶劑返回管，由兩個塞子堵住接口，并將一端有玻璃篩板的漏斗管放進萃取器中，在萃取器中放入樣品和溶劑。冷凝的溶劑掉入漏斗并由于冷凝液的靜壓高差通過玻璃篩板。較輕的溶劑通過液體上升并且由于在萃取管中溢出而返回到燒瓶中。如果使用玻璃微珠充填萃取管內空間以減少萃取體積，給萃取溶劑提供彎曲的途徑以改進液 -液接觸。
另一種連續萃取器在回流管中安裝有憎水膜，有商品的一步快速濃縮器（USA 產品）。膜將水隔離出濃縮器，因此，由于水引進的干擾被消除了，減少了整個萃取過程所需的時間，這樣通過蒸發也可以定量回收小于1ml的樣品。
與液 -液萃取相比，連續液 -液萃取具有如下優點：無需人工操作，可以處理低KD萃取，使用較少的溶劑，較高的效率。缺點是：在蒸餾過程中可能會損失高揮發性的化合物，熱不穩定化合物也可能會降解，除非他們能夠接受沸騰溶劑的溫度。如果膜安裝到系統中，可能會阻止廢水粒子，諸如泥巴等。