紙色譜法使用濾紙作為惰性載體。濾紙纖維與水具有很強的親和力，可以吸收約22％的水，并且有6-7％的水以氫鍵的形式與纖維素的羥基結合，很難在水中去除。在正常條件下，濾紙纖維與有機溶劑的親和力很弱，因此一般的紙色譜法實際上是將濾紙纖維的結合水用作固定相，將有機溶劑用作流動相。

當流動相沿著紙樣通過樣品時，樣品點上的溶質在水中，有機相連續分布。樣品的一部分隨流動相移動，進入無溶質區域。此時，它被重新分配，部分溶質從流動相進入固定相（水相）。隨著流動相的連續移動，各個部分根據它們各自的分配系數連續地分布，并沿著流動相移動，從而分離并純化了物質。