En química, la extracción líquido-líquido, también conocida como extracción con solventes o extracción con disolventes, es un proceso físico empleado para la separación de una sustancia que puede disolverse en dos disolventes inmiscibles o parcialmente miscibles (por ejemplo, agua y cloroformo, o éter etílico), con distinto grado de solubilidad y que están en contacto a través de una interfase (materia).

Este proceso también se le conoce como extracción líquida o extracción con disolvente; sin embargo, este último término puede prestarse a confusión, porque también se aplica a la lixiviación de una sustancia soluble contenida en un sólido. El proceso de lixiviación líquido-líquido separa dos sustancias miscibles o polares (yodo+agua) entre sí por medio de una tercera sustancia, por ejemplo tetracloruro de carbono, que sea miscible con la sustancia a extraer (yodo) pero no sea miscible con la sustancia de separación (agua).