Gdy poziom cieczy w rurce (A) staje się wyższy niż w syfonie (C), cały rozpuszczalnik z rurki A wypływa samoczynnie i wędruje przez syfon z powrotem do kolby na dole.
Cały aparat pracuje cyklicznie – napełnia się powoli rozpuszczalnikiem do górnego poziomu syfonu, a gdy poziom ten zostanie osiągnięty, jest samoczynnie opróżniany i ponownie zapełniany kolejną porcją rozpuszczalnika. Podczas każdego cyklu część przetwarzanej substancji rozpuszcza się w rozpuszczalniku. Po wielu cyklach pożądany związek jest zagęszczany w kolbie destylacyjnej. Układ może działać bez nadzoru, wykorzystując niewielką ilość rozpuszczalnika w celu rozpuszczenia większej ilości materiału. Zamiast przepuszczania przez próbkę wielu porcji rozpuszczalnika, używana jest tylko jedna jego partia.
Aparat Soxhleta wyparł niemal całkowicie aparat Graefego, gdyż ma w stosunku do niego szereg zalet: substancja, z której następuje ekstrakcja, nie kontaktuje się w nim z gorącymi parami rozpuszczalnika, lecz tylko z ochłodzonym, ciekłym rozpuszczalnikiem (co ma znaczenie, gdy może ona się rozkładać pod wpływem wysokiej temperatury).