薄层色谱，与其他色谱技术的原理一样，是一种利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能的不同，或和其它亲和作用性能的差异，各组成成分的不同物理特性使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组份分开的技术。这些物理特性包括分子的大小、形状、所带电荷、挥发性、溶解性及吸附性等。薄层色谱分离一般是由几种分离机理综合的结果，最多的是吸附和分配，也有离子交换或凝胶渗透。薄色谱法的基本原理是鉴于在薄层色谱的过程中，固定相和流动相的特性因分离原理的不同而差别较大，因此，为了方便叙述，现分别将各类型的色谱基本原理以及相关固定相和流动相的技术要求简要介绍如下。
一、吸附色谱的原理
吸附色谱法溶解于一相中的混合物的单一组分在另一相界面上会呈现出浓度变化，另一相表面常常出现组分的浓缩，这种现象称之为吸附。吸附性薄层色谱法是将吸附剂在光洁的表面，如玻璃、金属或塑料等表面上均匀地铺成薄层，而后在上面点上样品，以流动相展开，这样，组分不断地被吸附剂吸附，又被流动相溶解，解吸而向前移动。由于吸附剂对不同组分有不同的吸附能力，流动相也有不同的解吸能力，与吸附剂结合较紧密的组分较难被展开剂解吸，而与吸附剂结合较松散的组分则较容易被展开剂解吸。因此在流动相向前流动的过程中，不同组分移动距离不同，原有的混合物就可以得到分离。分离度一般用比移值Rf值来表示，其数值可以通过被分离组分斑点中心离原点的距离与展开剂前沿离原点。
二、吸附色谱中对流动相的要求
流动相的选择必须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑。在用极性吸附剂进行色谱分离时，当被分离物质为弱极性物质时，一般选用弱极性溶剂为展开剂；被分离物质为强极性成分时，则需选用极性溶剂为流动相。如果对某一极性物质使用吸附性较弱的吸附剂（如以硅藻土或滑石粉代替硅胶），则流动相的极性亦必须相应降低。
在薄层色谱中，当吸附剂活度为一定值时（如Ⅱ级或Ⅲ级），对多组分的样品能否获得满意的分离，决定于展开剂的选择。而展开剂的选择原则主要还是根据被分离物质的极性选择相应极性的展开剂。
胶束电动毛细管色谱是一种基于胶束增溶和电泳移动的新型色谱。当样品进入毛细管后，在水相和胶束相中进行分配，在水相中分配较多的组分移动速度快，在胶束相中分配较多的组分移动速度慢。因此，各种组分可以根据它们在两相中分配不同而得到分离。胶束电动毛细管色谱的特点在于它弥补了普通电泳法不能分离中性化合物的不足，可用于许多电中性药物的分离测定。
三、反相薄层色谱法
反相薄层色谱是利用化学键合反应，将烃基硅烷键合到硅胶表面，制成非极性固定相，本法可用于极性、极性化合物的分离，甚至水溶性化合物的分离。并可按理论和预期方法选用溶剂系统，因为Rf值与流动相中的有机改性剂含量之间呈线性关系。本法回收率高，重现性好，薄板可重复使用。
四、薄层色谱法分类
1、板色谱
板薄层色谱是在被洗涤干净的玻璃板（10×3cm左右）/硅胶板/铝板上均匀的涂一层吸附剂或支持剂，待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，晾干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。
待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。
2、棒色谱
棒状薄层色谱是采用棒状薄层分离技术与氢火焰离子化检测（TLC/FID）手段组合而成的专用分析仪器，可检测几乎所有的有机化合物，特别适用于脂类、重油类分析，示踪有机合成反应过程。如润扬RY-CF19全自动型是在CF19基础上吸收国内外薄层色谱技术，采用全自动组分展样系统替代手动展样工作台，经过多年的不断完善和发展新近推出的一款可国产替代的棒薄层色谱仪。可在开放的气氛下检测用气相色谱和液相色谱方法很难检测的样品，并以非常简单的对于点在色谱棒上的样品通过全自动组分展样仪（全自动展样分析系统）分离后进行FID的定量分析。
