氣相色譜儀利用色譜柱先將混合物分離，然后利用檢測器依次檢測已分離出來(lái)的組分。色譜柱的直徑為數毫米，其中填充有固體吸附劑或液體溶劑，所填充的吸附劑或溶劑稱(chēng)為固定相。與固定相相對應的還有一個(gè)流動(dòng)相。流動(dòng)相是一種與樣品和固定相都不發(fā)生反應的氣體，一般為氮或氫氣。

　　待分析的樣品在色譜柱頂端注入流動(dòng)相，流動(dòng)相帶著(zhù)樣品進(jìn)入色譜柱，故流動(dòng)相又稱(chēng)為載氣。載氣在分析過(guò)程中是連續地以一定流速流過(guò)色譜柱的;而樣品則只是一次一次地注入，每注入一次得到一次分析結果。

　　樣品在色譜柱中得以分離是基于熱力學(xué)性質(zhì)的差異。固定相與樣品中的各組分具有不同的親合力(對氣固色譜儀是吸附力不同，對氣液分配色譜儀是溶解度不同)。當載氣帶著(zhù)樣品連續地通過(guò)色譜柱時(shí)，親合力大的組分在色譜柱中移動(dòng)速度慢，因為親合力大意味著(zhù)固定相拉住它的力量大。親合力小的則移動(dòng)快。

　　4根柱管實(shí)際上是一根，只是用來(lái)表示樣品中各組分在不同瞬間的狀態(tài)。樣品是由A、B、C3個(gè)組分組成的混合物。在載氣剛將它們帶入色譜柱時(shí)，三者是*混合的，如狀態(tài)(Ⅰ)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，即載氣帶著(zhù)它們在柱中走過(guò)一段距離后，三者開(kāi)始分離，如狀態(tài)(Ⅱ)。

　　再繼續前進(jìn)，三者便分離開(kāi)，如狀態(tài)(Ⅲ)和(Ⅳ)。固定相對它們的親合力是A>B>C，故移動(dòng)速度是C>B>A。走在前面的組分 C首先進(jìn)入緊接在色譜柱后的檢測器，如狀態(tài)(Ⅳ)，而后B和A也依次進(jìn)入檢測器。

　　檢測器對每個(gè)進(jìn)入的組分都給出一個(gè)相應的信號。將從樣品注入載氣為計時(shí)起點(diǎn)，到各組分經(jīng)分離后依次進(jìn)入檢測器，檢測器給出對應于各組分的大信號(常稱(chēng)峰值)所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為各組分的保留時(shí)間tr。

　　實(shí)踐證明，在條件(包括載氣流速、固定相的材料和性質(zhì)、色譜柱的長(cháng)度和溫度等)一定時(shí)，不同組分的保留時(shí)間tr也是一定的。因此，反過(guò)來(lái)可以從保留時(shí)間推斷出該組分是何種物質(zhì)。故保留時(shí)間就可以作為色譜儀器實(shí)現定性分析的依據。

　　檢測器對每個(gè)組分所給出的信號，在記錄儀上表現為一個(gè)個(gè)的峰，稱(chēng)為色譜峰。色譜峰上的極大值是定性分析的依據，而色譜峰所包羅的面積則取決于對應組分的含量，故峰面積是定量分析的依據。

　　一個(gè)混合物樣品注入后，由記錄儀記錄得到的曲線(xiàn)，稱(chēng)為色譜圖。分析色譜圖就可以得到定性分析和定量分析結果。

　　載氣由載氣鋼瓶提供，經(jīng)過(guò)載氣流量調節閥穩流和轉子流量計檢測流量后到樣品氣化室。樣品氣化室有加熱線(xiàn)圈，以使液體樣品氣化。

　　如果待分析樣品是氣體，氣化室便不必加熱。氣化室本身就是進(jìn)樣室，樣品可以經(jīng)它注射加入載氣。載氣從進(jìn)樣口帶著(zhù)注入的樣品進(jìn)入色譜柱，經(jīng)分離后依次進(jìn)入檢測器而后放空。檢測器給出的信號經(jīng)放大后由記錄儀記錄下樣品的色譜圖。