薄层层析法又称“薄层色谱分析法”。把吸附剂和支持剂均匀涂布在玻璃或塑料板上形成薄层后进行色层分离的分析方法。将检材中不同种类的化合物分离后，根据分离的各组分的Rf值或荧光特性可确定各组分的种类。根据斑点的面积，配合薄层扫描仪可测定各组分含量。样品用量少，分析速度较快，设备简单。分离过程中对混合物的各种成分没有改变，分离后可将不易确认的组分转移进行其他检验，可做为一种处理不同种类的大量样品时迅速筛选的方法。司法鉴定中，主要用于检验各种高分子有机化合物，如有机溶剂中墨水、染料、油漆、土壤中提取出的有机成分以及油脂、生物碱、树脂、人造纤维、有机炸药、有机物等。

薄层层析法以吸附层析使用最为普遍。常用的吸附剂为硅胶、氧化铝等。薄层层析和其他层析法一样，除吸附法外，也可进行分配、离子交换、分子排阻等机理的层析，即将铺制薄层的材料相应换为涂以固定相的载体、离子交换剂、凝胶等，其操作与吸附法基本相同。

铺制薄层板时，要求基底板洁净平整，可用干法或湿法铺制。现常用湿法制板，即将吸附剂和粘合剂（如烧石膏）按一定比例混合，加入适量水调匀，用涂布器将此匀浆缓慢地移过基底板，放置晾干，再经适当烘烤活化后即可使用。如不加粘合剂和水，直接将吸附剂均匀地铺成薄层，则为干法制板。现在市场上已有各种制好的薄层板出售，统称预制板。

有多种方式，以上行法最为常用。将薄层板垂直或倾斜放置，将展开溶剂加于低部，使之自下向上移动。下行法则为用滤纸将溶剂引至薄层上端，使其自上向下流动。平行展开时，将板平放，溶剂被吸上至薄层板点有样品的一端,进行展开。使用圆形薄层板时,将样品点在圆心附近，使溶剂自圆心向圆周方向移动，称为环形展开或径向展开；将样品点在圆周位置，使溶剂自圆周向圆心移动的为向心展开，适用于f值大的组分的分离。将点样品处附近的吸附剂刮去，使溶剂只能通过样品点附近的较窄部分前进展开，因而溶剂前缘呈弧形的展开方式，也称径向展开，这种方式对较难分离的组分可能效果好些。

展开一次后取出薄层板使溶剂挥发，再用同一溶剂或换用其他溶剂再次沿此方向展开的称多次展开。将样品点在方形薄层板的一角，先沿着一个方向展开，然后将板转动90°，再沿着另一方向展开的为双向展开。多次展开和双向展开都可加强分离效果。

操作简便，设备简单，除光密度计外，不需特殊设备，分离效果较好，时间较短，一块板上可同时分离许多样品。除低沸点物质外，各种无机和有机化合物都可进行分离。

广泛应用于石油、化工、医药、生化等方面。样品用量一般为几至几百微克，是一种较实用、有效的微量分离分析方法。此法也可用于分离制备较大量的样品，即使用较大较厚的薄层板，将样品溶液在起始点处点成条带状，这样可以分离毫克量样品。