Kromatografi fluida superkritis (SFC) menggunakan fluida superkritis — zat di atas suhu kritis dan tekanan kritisnya — sebagai fase gerak. Karbon dioksida (CO₂) adalah fluida yang paling banyak digunakan (T_c = 31,1°C, P_c = 73,8 bar) karena tidak toksik, tidak mudah terbakar, inert secara kimia, dan tersedia dengan mudah. Sebagai fluida superkritis, CO₂ memiliki densitas seperti cairan (memberikan daya solvasi) dan viskositas serta difusivitas seperti gas (memungkinkan laju alir tinggi dengan tekanan balik rendah dan transfer massa cepat), menghasilkan pemisahan yang lebih cepat dan lebih efisien daripada HPLC.
Instrumentasi SFC meliputi pompa yang mampu mengirimkan CO₂ dalam keadaan cair (biasanya didinginkan), pompa modifier untuk menambahkan ko-pelarut organik, injektor, oven kolom, pengatur tekanan balik (BPR) untuk mempertahankan tekanan sistem, dan detektor. BPR harus menjaga fase gerak tetap superkritis di seluruh kolom dan kemudian memungkinkan depresurisasi sebelum deteksi. Modifier seperti metanol, etanol, atau asetonitril (biasanya 1-40%) ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan pelarut CO₂, yang sendiri bersifat nonpolar dan tidak mencukupi untuk mengelusi analit polar. Penambahan air atau aditif asam/basa dapat lebih memperluas rentang polaritas.
Keunggulan utama SFC adalah kompatibilitasnya dengan berbagai detektor. Deteksi UV/Vis adalah yang paling umum, tetapi SFC berinteraksi secara alami dengan spektrometri massa (MS) karena fase gerak CO₂ bersifat volatil dan mudah dihilangkan, mengurangi latar belakang dibandingkan dengan HPLC-MS. Deteksi ionisasi nyala (FID) dimungkinkan ketika CO₂ digunakan tanpa modifier organik (tidak seperti HPLC), menjadikan SFC-FID alat yang kuat untuk mengkuantifikasi senyawa non-penyerap UV seperti lipid dan hidrokarbon. Pemisahan kiral sangat berhasil dalam SFC karena fase gerak viskositas rendah memungkinkan penggunaan kolom kiral panjang dengan efisiensi tinggi, dan sifat solvasi CO₂ sering meningkatkan pengenalan kiral.
Dibandingkan dengan HPLC, SFC menawarkan waktu analisis yang lebih pendek, konsumsi pelarut yang lebih rendah (mengurangi biaya dan dampak lingkungan), dan kesetimbangan kolom yang lebih cepat. Dibandingkan dengan GC, SFC dapat menganalisis senyawa labil termal dan tidak volatil tanpa derivatisasi. SFC banyak digunakan dalam industri farmasi untuk pemisahan kiral, analisis kemurnian, dan pemurnian kromatografi kilat. Dalam bidang produk alami, SFC memisahkan lipid, terpena, dan minyak esensial. Teknik ini telah menjadi metode pilihan untuk pemisahan kiral preparatif, di mana kemudahan penghilangan pelarut dari CO₂ sangat menyederhanakan isolasi produk.