正相色谱与亲水相互作用液相色谱（HILIC）主要用于分离极性与亲水性化合物。在反相模式下，高极性化合物在低比例有机相甚至100%水相流动相中往往保留不足。对于同一混合物，正相色谱的洗脱顺序与反相色谱相反。
虽然传统正相液相色谱使用非极性有机流动相与硅胶固定相，但现今大多数分离采用水-有机流动相与极性更强的键合固定相进行。这种高效液相色谱模式现通常被称为亲水相互作用液相色谱。
通过使用酰胺基或氨基键合相色谱柱，极性化合物可基于正相或亲水相互作用色谱保留机制实现保留。HILIC中典型的流动相为含有机调节剂（主要是乙腈）的水相缓冲体系。与反相色谱的保留行为相反，在HILIC模式下，分析物的保留时间随乙腈比例升高而延长。
