氣相色譜儀主要由氣路系統、進樣系統、柱分離系統、溫控系統、檢測系統和記錄系統等部分組成。使用氣相色譜儀進行氣相色譜法分析時，載氣(一般用氮氣或氫氣)由高壓鋼瓶供給，經減壓閥減壓后，載氣進入凈化管干燥凈化，然后由穩壓閥控制載氣的流量和壓力，并由流量計顯示載氣進入柱之前的流量后，以穩定的壓力進入氣化室、色譜柱、檢測器后放空。當氣化室中注入樣品時，樣品立即被氣化并被載氣帶入色譜柱進行分離。分離后的各組分，先后流出色譜柱進入檢測器，檢測器將其濃度信號轉變成電信號，再經放大器放大后在記錄器上顯示出來，就得到了色譜的流出曲線，利用色譜流出曲線上的色譜峰就可以進行定性、定量分析。
氣相色譜儀的氣路系統：
氣路系統是為獲得純凈、流速穩定的載氣。包括壓力計、流量計及氣體化裝置。載氣從起源鋼瓶出來后依次經過減壓閥、凈氣閥、氣流調節閥、轉子流量計、氣化室、色譜柱、檢測器，然后放空。
載氣：要求化學惰性，不與有關物質反應。載氣的選擇除了要求考慮對柱效的影響外，還要與分析對象和所用的檢測器相配。常用的載氣有氫氣、氮氣、氦氣。
凈化器：多為分子篩和活性碳管的串聯，可除去水、氧氣以及其它雜質。
壓力表：多為兩級壓力指示。一級為鋼瓶壓力，總是高于常壓(填充柱要求為10～50 psi；開口毛細管柱為1～25 psi)；二級為柱頭壓力指示。
流量計：在柱頭前使用轉子流量計，但不太準確。通常在柱后，以皂膜流量計測流速。許多現代儀器裝置有電子流量計，并以計算機控制其流速保持不變。
