A TLC baseia-se no princípio clássico da cromatografia em que os componentes da mistura são separados entre uma fase estacionária fixa e uma fase móvel líquida por afinidades diferenciais entre as duas fases.Diferentes compostos deslocam-se a diferentes velocidades devido às diferenças na sua atração pela fase estacionária e devido às diferenças de solubilidade no solvente.