气相色谱仪是一种高效、快速、灵敏的物理式分析仪表。它包括分离和分析两个技术环节。在测试时，使被分析的试样通过色谱柱，由色谱柱将混合试样中各个组分分离，再由检测器对分离后的各组分进行检测，以确定各组分的成分和含量。这样可以一次完成对混合试样中几十种组分的定性或定量的分析。

色谱分析的基本原理是根据不同物质在固定相和流动相所构成的体系即色谱柱中具有不同的分配系数而进行分离。色谱柱有两大类，一类是填充色谱柱，是将固体吸附剂或带有固定液的固体柱体，装在玻璃管或金属管内构成。另一类是空心色谱柱或空心毛细管色谱柱，都是将固定液附着在管壁上形成。毛细管色谱柱的内径只有0.1～0.5毫米。被分析的试样由载气带入色谱柱，载气在固定相上的吸附或溶解能力要比样品组分弱的多，由于样品中各组分在固定相上吸附或溶解能力不同，而被载气带出的先后次序也就不同，从而实现了各组分的分离。

假设样气中有A、B两个组分，两个组分A和B的混合物经过一定长度的色谱柱后，将逐渐分离，A、B组分在不同的时间流出色谱柱后，并先后进入检测器，检测器输出测量结果，由记录仪绘出色谱图，在色谱图中两组分各对应一个色谱峰。色谱图中随时间变化的曲线表示各个组分及其浓度，称为色谱流出曲线。

各组分从色谱柱流出的顺序与色谱柱固定相成分有关。从进样到某组分流出的时间与色谱柱长度、温度、载气流速等有关。在保持相同条件的情况下，对各组分流出时间标定以后，可以根据色谱峰出现的不同时间进行定性分析。色谱峰的高度或面积可以代表相应组分在样品中的含量，用已知浓度试样进行标定后，可以做定量分析。

样气和载气分别经过预处理系统进入取样装置，再流入色谱柱，分离后的组分经检测器检测，相关信号经处理输出。

气相色谱法常用的检测器有热导检测器（TCD）、氢焰电离检测器（FID）等。热导检测器的检测极限约为几个10-6的样品浓度，使用较广。氢焰电离检测器是基于物质的电离特性，只能检测有机碳氢化合物等在火焰中可电离的组分，其检测极限对碳原子可达10-12的量级。热导检测器属于浓度型检测器，其响应值正比于组分浓度。氢焰电离检测器属于质量型检测器，其响应值正比于单位时间内进入检测器的组分的质量。