สารเนื้อเดียวไม่สามารถแยกได้ด้วยตาเปล่า การแยกสารเนื้อเดียวสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การกลั่น การตกผลึก การระเหย หรือวิธีโครมาโทกราฟี เป็นต้น ทุกวิธีล้วนแล้วแต่แยกองค์ประกอบต่างๆ ในสารเนื้อเดียวได้ทั้งสิ้น

การแยกสารเนื้อเดียว ทำได้ยากกว่าการแยกสารเนื้อผสม มีหลายวิธี เช่น การสกัดด้วยตัวทำละลาย การกลั่น การกลั่นลำดับส่วน การทำโครมาโทกราฟี การตกผลึก เป็นต้น สารเนื้อเดียวอาจเป็นได้ทั้งสารบริสุทธิ์ และสารไม่บริสุทธิ์

ถ้าเป็นสารไม่บริสุทธิ์ ส่วนประกอบจะต้องผสมกันแล้วรวมตัวกันเป็นเนื้อเดียวกัน โดยสารเนื้อเดียวจะแสดงสมบัติเดิม สารเนื้อเดียวที่เป็นสารบริสุทธิ์ ได้แก่ น้ำ แอลกอฮอล์ เกลือแกง น้ำตาลทราย สารเนื้อเดียวที่เป็นสารไม่บริสุทธิ์ ได้แก่ น้ำเกลือ น้ำเชื่อม อากาศ เป็นต้น

การแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียวสามารถทำได้หลายวิธี การเลือกวิธีแยกสารที่เหมาะสมกับสารเนื้อเดียวแต่ละชนิด จะต้องพิจารณาสมบัติของส่วนประกอบดังต่อไปนี้

1. การระเหยจนแห้ง เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียว ที่เกิดจากของแข็งผสมกับของเหลว โดยของแข็งอาจละลายหรือไม่ละลายก็ได้ เมื่อให้ความร้อนแก่สารประเภทนี้ ส่วนประกอบที่เป็นของเหลวจะระเหยเป็นไอจนหมด คงเหลือเฉพาะส่วนที่เป็นของแข็ง เช่น การทำนาเกลือ โดยน้ำเกลือที่มีเกลือละลายอยู่ได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์จะกลายเป็นไอจนหมด และเหลือไว้เฉพาะเกลือซึ่งเป็นของแข็ง

2. การตกผลึก เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียว ที่เกิดจากของแข็งผสมกับของเหลว โดยของแข็งจะต้องละลายในของเหลวจนได้สารละลายอิ่มตัว ของแข็งจึงจะตกผลึกลงสู่ก้นภาชนะคล้ายกับการตกตะกอน

3. การกลั่น เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียวที่เกิดจากของแข็งผสมกับของเหลว เช่น น้ำเกลือ น้ำเชื่อม หรือของเหลวผสมกับของเหลว เช่น น้ำผสมแอลกอฮอล์ ซึ่งส่วนประกอบในสารเนื้อเดียวจะมีจุดเดือดต่างกันจึงจะใช้วิธีแยกโดยการกลั่นได้

4. โครมาโทกราฟี แปลว่า การแยกออกมาให้เห็นเป็นสีๆ เหมาะสำหรับการแยกองค์ประกอบของสารเนื้อเดียว ที่มีส่วนประกอบตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปละลายอยู่ในของเหลว โดยส่วนประกอบของสารจะต้องมีความสามารถในการเคลื่อนที่บนตัวดูดซับได้ไม่เท่ากัน จึงจะแยกออกจากกันด้วยวิธีนี้ได้ หลักการที่สำคัญคือ อาศัยสมบัติของการละลายในตัวทำละลาย และตัวดูดซับเป็นสำคัญ

วิธีโครมาโทกราฟี ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน

- ตัวดูดซับ เป็นส่วนที่ให้สารละลายเคลื่อนที่แล้วปรากฏเป็นแถบสี ตัวอย่างตัวดูดซับ ได้แก่ กระดาษกรอง แท่งชอล์ก กระดาษโครมาโทกราฟี เป็นต้น

- ตัวทำละลาย เป็นของเหลวที่ทำหน้าที่ละลายองค์ประกอบของสารให้ออกจากกัน แล้วสารแต่ละตัวจะเคลื่อนที่บนตัวดูดซับได้ ตามความสามารถของสารนั้นๆ ตัวอย่างของตัวทำละลายได้แก่ น้ำ น้ำเกลือ แอลกอฮอล์ เป็นต้น

วิธีการของโครมาโทกราฟี คือ แต้มสารเป็นจุด ซึ่งมักจะมีสีบนตัวดูดซับเพื่อให้สังเกตง่าย แล้วนำตัวดูดซับไปแช่ในตัวทำละลาย โดยให้จุดสีของสารอยู่สูงกว่าระดับของตัวทำละลายเล็กน้อย หลังจากนั้น ตัวทำละลายจะซึมขึ้นมาถึงจุดสีของสารแล้วละลายสาร พาสารเคลื่อนที่ไปบนตัวดูดซับ ปรากฏเป็นแถบสีบนตัวดูดซับ ซึ่งสีแต่ละสีเคลื่อนที่ได้ระยะทางต่างกัน