Au début du processus d’extraction au CO2 supercritique, la matière première naturelle est déposée dans un contenant, lui-même placé dans la partie de l’équipement destinée à l’extraction. Une pompe y fait circuler en permanence le CO2 en phase supercritique et les composés sélectionnés sont dissous dans le fluide de CO2 supercritique. C’est en modifiant la température et la pression dans l’extracteur que sont déterminés les composés à extraire. Après l’extraction, dans la partie de l’équipement destinée à la séparation, la pression est diminuée afin de séparer le CO2 (maintenant à l’état gazeux) des composés extraits. Ce CO2 est ensuite récupéré et peut être utilisé pour des cycles d’extraction ultérieurs. Durant un cycle, différents composés peuvent être extraits et sont alors collectés dans deux ou trois séparateurs, sous une forme liquide ou solide.
Les matières solides comme les fleurs ou le bois sont des matières premières typiques dont on extrait des composés. Une autre utilisation consiste à extraire des solvants organiques des déchets en plastique, en vue de nettoyer et de recycler le plastique.