La présente invention concerne un procédé d'extraction de substance cible apte à l'extraction sélective et efficace d'une substance cible à partir d'une matière à traiter sans nécessiter un traitement d'extraction en plusieurs étapes, ainsi qu'un appareil d'extraction. Le procédé d'extraction d'une substance cible selon l'invention comprend les étapes suivantes : la mise en contact d'un mélange de fluide à haute pression obtenu par le mélange d'un constituant fluide hydrophile avec un constituant fluide hydrophobe dans un état supercritique ou sous-critique en termes de leurs niveaux de solubilité avec une matière solide à traiter contenant une substance cible, et l'extraction de la substance cible contenue dans la matière à traiter en au moins un entre le constituant fluide hydrophile et le constituant fluide hydrophobe ; le fractionnement du mélange de fluide à haute pression en une fraction contenant majoritairement le constituant fluide hydrophobe ; et l'isolement de la substance cible d'au moins une des fractions.