相互分为两层，因为他们是不混溶的。通常情况下，水（或水性）溶液是极性的，与非极性有机溶剂（三氯甲烷、甲苯、己烷等）是不相混溶的，并会形成一个两相体系。然而，在一个双水相系统中，两种不混溶的成分都是水性的。两个截然不同相的形成受到两种组分pH、温度与离子强度的影响，且当一种聚合物的量超过一个确定的极限浓度（由以上因素决定）时，两相才会发生分离。
聚乙二醇-右旋糖酐体系.“上相”是由更加疏水性的聚乙二醇（PEG）所形成，此相较“下相”的密度小，下相由更加亲水性且密度大的右旋糖酐溶液