氣相色譜的流動相為惰性氣體，氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當多組分的混合樣品進入色譜柱后，由于吸附劑對每個組分的吸附力不同，經過一定時間后，各組分在色譜柱中的運行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，先離開色譜柱進入檢測器，而吸附力強的組分不容易被解吸下來，因此后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。
氣相色譜儀
載氣由高壓鋼瓶中流出，經減壓閥降壓到所需壓力后，通過凈化干燥管使載氣凈化，再經穩壓閥和轉子流量計后，以穩定的壓力、恒定的速度流經氣化室與氣化的樣品混合，將樣品氣體帶入色譜柱中進行分離。分離后的各組分隨著載氣先后流入檢測器，然后載氣放空。檢測器將物質的濃度或質量的變化轉變為一定的電信號，經放大后在記錄儀上記錄下來，就得到色譜流出曲線。
根據色譜流出曲線上得到的每個峰的保留時間，可以進行定性分析，根據峰面積或峰高的大小，可以進行定量分析。
氣相色譜儀由以下五大系統組成：氣路系統、進樣系統、分離系統、溫控系統、檢測記錄系統。
組分能否分開，關鍵在于色譜柱；分離后組分能否鑒定出來則在于檢測器，所以分離系統和檢測系統是儀器的核心。
