双水相系统（英语：Aqueous two-phase system）对于传统有机相-水相的溶剂萃取来说是个全新的替代品。

当两种聚合物、一种聚合物与一种亲液盐或是两种盐（一种是离散盐且另一种是亲液盐）在适当的浓度或是在一个特定的温度下相混合在一起时就形成了双水相系统。这两相大多数情况下由水与非挥发性成分组成，因此避免了挥发性有机成分的使用。多年来，他们作为非至变性且温和的分离介质被应用于生物技术领域。最近，他们被用于金属离子分离、环境修复、冶金应用并作为一种反应介质。

优点

双水相系统是一个十分出色的方法，用以进行从粗制细胞浓缩物或其他混合物中萃取蛋白质/酶以及其他易变性生物分子的操作。此项技术经常在酶技术领域用于工业或实验室生产酶。

双水相系统提供了温和的操作条件，可以不伤害或使得不稳定/易变性生物分子变性。 较用于溶剂萃取的水-有机溶剂系统来说，双水相系统的界面应力（在两层界面处）远低于前者，使得被萃取的分子受到的伤害更小。 聚合物层稳定了被萃取的蛋白质分子，有利于在两相中的一层中增加目标蛋白质浓度，达到更有效地萃取效果。 可以研发出一些特定的系统（借由变化因素，例如温度、聚合度特定离子的浓度）以促进特定化合物的富集到其中两相中之一。有时，为了达到更好的萃取效果，可以同时搭配离子交换树脂使用。 迅速达到相分离并分离出化合物。这使得在内源蛋白酶降解目标分子之前就完成对他们的萃取。 可以很易控制地放大这些系统，从实验室规模的装备到可以处理工业生产要求的装备。实现他们可能需要使用连续蛋白质-萃取过程。 通过添加与目标酶配对的配体到聚合物上，可使得选择特异性进一步提高。这会使得酶会优先结合到聚合物上，增加了萃取的效率。

然而有一个很大的劣势就是涉及的材料费用，即为了达到萃取目的而所用到的高纯度右旋糖酐。然而，其他低价的替代品，例如精制程度不那么高的右旋糖酐、羟丙基淀粉衍生物与高盐溶液亦可被使用。