氣相色譜儀用色譜柱暫時分離混合物，用檢測器依次檢測分離的成分。 柱的直徑為數毫米，其中填充有固體吸附劑和液體溶劑，填充的吸附劑和溶劑稱為固定相。

　　還有一個與固定相對應的流動相。 流動相是樣品和固定相都不反應的氣體，一般為氮氣和氫氣。 分析對象的樣品在色譜柱前端注入流動相，流動相帶著樣品進入色譜柱，因此流動相也稱為載氣。

　　載氣在分析中連續以一定的流速流經色譜柱。 樣品每次注入一次，每次注入都得到分析結果。

　　樣品通過色譜柱分離是基于熱力學性質的不同。 固定相與樣品中的各成分具有不同的親和性(氣相色譜中吸附力不同，氣液分配色譜中溶解度不同) 。

　　載氣帶著樣品連續通過色譜柱時，親和性大的成分在色譜柱中移動的速度很慢。 因為親和性大意味著固定相對其的拉伸力大。 親和力小移動快。 4根柱形管實際上是1根，只用于表示樣品中各成分不同瞬間的狀態。

　　樣品是由a、b、c三種成分組成的混合物。 載氣被帶入色譜柱后，如狀態(I )所示，三者*混合。 經過一定時間后，即載氣帶著它們在柱子中走一定距離后，三者開始分離，如狀態(Ⅱ)。

　　再進一步，如狀態(Ⅲ)和(Ⅳ)一樣，三者分離。 固定對它們親和性的是A>B>C，故移動速度是C>B>A。開頭的成分c首先進入色譜柱后面的檢測器，例如狀態(Ⅳ)，然后b和a也依次進入檢測器。

　　檢測器提供與輸入的各分量相對應的信號。 以樣品注入載氣為定時的起點，各成分分離后依次進入檢測器，檢測器提供與各成分對應的最大信號(常常稱為峰值)所經過的時間稱為各成分的保持時間tr。

　　事實上，證實了在條件(包括載氣流速、固定相的材料和性質、柱的長度和溫度等)一定的情況下，不同成分的保留時間tr也是一定的。

　　因此，相反可以根據保持時間推測其成分是什么樣的物質。 因此，保留時間是色譜儀器實現定性分析的依據。

　　檢測器對每個成分賦予的信號在記錄儀中表現為一個峰值，被稱為色譜峰。 色譜峰上的極大值是定性分析的依據，但色譜峰所含面積取決于相應成分的含量，因此峰面積是定量分析的依據。

　　注入一個混合物樣本后，用記錄儀記錄的曲線稱為色譜圖。 分析色譜圖可以得到定性分析和定量分析的結果。