无机基质固相萃取材料主要是无机氧化物和石墨碳类无机物。无机氧化物有活性硅土、氧化铝、弗罗里硅土等。这些无机材料的共同特点是表面具有活性羟基，可以用于正相萃取。由于表面特殊的结构，石墨碳类是一种较为特殊的无机材料。

(1)活性硅土柱

活性硅胶是非键合的活性硅土(unbonded，activated silica，简称SI)；主要作用力是极性，第二作用力是阴离子交换。SI被认为是最强的极性吸附剂，未键合的活性硅具有酸性。硅胶的这种特性使得其可以吸附空气中的水分，因此必须注意在使用前需确保其干燥。由于SI的高极性，在使用SI吸附剂进行极性吸附时一定不能使用极性溶剂处理SI柱，例如水等。如果需要在SPE柱预处理时使用极性溶剂，则应该改用2OH或NH2吸附剂。在分离结构相似的化合物时，SI是理想的吸附剂。将目标化合物溶在非极性溶剂中，然后通过增加THF或乙酸乙酯来逐渐增加溶剂的极性将结构相近的化合物分开。

(2)弗罗里硅藻土柱

弗罗里硅藻土(florisil)也称为硅藻土，是由无定形的SiO2。组成，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质，属于极性吸附剂。适用于从非极性的基液中萃取极性化合物(如胺类、羟基类及含杂原子或杂环化合物)。

(3)氧化铝(Al2O3)柱

氧化铝可以通过铝金属的中心与化合物羟基的氢形成氢键将化合物吸附，或通过离子交换将带有负电荷的化合物吸附。可以通过控制氧化铝表面的pH来控制其吸附作用。

酸性氧化铝(Al—A)的pH约为5，具有很高的活性。用酸洗氧化铝可以使得其吸附碱性化合物的能力下降。酸性氧化铝主要用于吸附极性化合物或具有阴离子官能团的化合物。

中性氧化铝(A1-N)的pH约为6.5，具有很高的活性。中性氧化铝的表面能够通过铝原子中心与带有高负电荷的杂原子(杂环化合物)作用，如：N、O、P、S，也可以与富电的芳香族化合物作用。这种吸附剂可以将胺类或芳香族化合物从水相或非水相基液中吸附。

碱性氧化铝(A1-B)的pH约为8.5，具有很高的活性。用碱性溶液淋洗这种吸附剂使得吸附剂表面带负电。具有阳离子官能团的化合物可以通过碱性氧化铝表面的负电荷吸附。因此，碱性氧化铝主要用于吸附极性化合物或具有阳离子官能团的化合物。