Ta có thể tách các chất ra khỏi dung dịch bằng nhiều phương pháp khác nhau, dựa vào sự khác biệt về tính chất vật lý hoặc hóa học của các chất đó.  
Dưới đây là tổng hợp đầy đủ các cách phổ biến được chia làm hai nhóm chính:
 I. Phương pháp vật lý
Nhóm này lợi dụng sự khác biệt về nhiệt độ sôi, độ tan hoặc trạng thái để tách chất mà không làm biến đổi bản chất hóa học của chúng. 
1. Phương pháp cô cạn
Nguyên tắc: Dùng nhiệt để làm bay hơi dung môi lỏng, giữ lại chất rắn hòa tan.
Ứng dụng: Tách chất rắn tan, khó bay hơi và bền với nhiệt (như muối ăn, đường) ra khỏi dung dịch nước.  
2. Phương pháp chưng cất
Nguyên tắc: Dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất lỏng trong dung dịch.
Ứng dụng: Đun nóng hỗn hợp đến nhiệt độ sôi của chất có nhiệt độ sôi thấp hơn để chất đó hóa hơi, sau đó dẫn hơi qua hệ thống làm lạnh để ngưng tụ lại thành chất lỏng tinh khiết (Ví dụ: chưng cất rượu từ hỗn hợp cồn và nước, hoặc chưng cất nước ngọt từ nước biển). 
 
3. Phương pháp kết tinh
Nguyên tắc: Dựa trên sự thay đổi độ tan của chất rắn theo nhiệt độ hoặc do dung môi bay hơi bớt.
Ứng dụng: Làm lạnh một dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao hoặc để dung môi bay hơi từ từ, chất rắn hòa tan sẽ tạo thành các tinh thể và tách ra (Ví dụ: sản xuất đường tinh luyện hoặc phèn chua).  
4. Phương pháp chiết
Nguyên tắc: Dựa vào độ hòa tan khác nhau của các chất trong hai dung môi không hòa tan vào nhau.
Ứng dụng: Thường dùng phễu chiết để tách các chất lỏng phân lớp (như tách dầu ăn ra khỏi nước).  
II. Phương pháp hóa học
Nhóm này được áp dụng khi các chất trong dung dịch có tính chất vật lý quá giống nhau, không thể dùng các phương pháp cơ học thông thường. 
Tạo kết tủa: Thêm một hóa chất vào dung dịch để phản ứng riêng với một chất tạo thành chất rắn không tan (kết tủa), sau đó dùng phương pháp lọc để giữ lại chất rắn này.
Tạo chất khí: Chuyển hóa chất cần tách trong dung dịch thành chất khí bay ra, thu hồi khí đó rồi dùng phản ứng khác để tái tạo lại chất ban đầu.
Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu: Áp dụng cho dung dịch muối, dùng kim loại tự do mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối ở dạng tự do rắn.