色素提取的原理主要涉及溶劑提取法和層析液分離法。溶劑提取法是利用有機溶劑（如無水乙醇）溶解脂溶性的色素，因為色素是脂溶性的物質，根據化學的相似相溶原理，它們可以在有機溶劑中溶解。
層析液分離法則是利用各種色素在層析液中的溶解度不同，導致它們在層析液中的擴散速度不同，從而在濾紙上形成色帶，不同色素的擴散速度不同，使得它們能夠被分離。
在特定情況下，如皮膚上的黑色素提取，可能涉及藥物的使用，這些藥物對黑色素的溶解度不同，可以直接作用於皮膚內部的黑色素進行溶解代謝。此外，雷射技術也被用於特定類型的色素提取，通過雷射定向爆破的方法將色素提取到皮膚的表面，然後通過皮膚的新陳代謝逐漸代謝掉。