气相色谱分析仪是基于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将被测样气各组成分离开来，然后用检测器将各组成气体的色谱峰转变成电信号，经电子放大器转换成电压或电流输出。从而完成了对被测物质全自动的定性定量分析。
气相色谱仪的结构较为复杂，主要有以下几部分组成：
1.气路系统：包括气源、气体净化、气体流速控制和测量。气源通常为高压气瓶，如氢气、氮气、氩气等，纯度要求99%以上。气体净化与干燥装置确保载气的纯净度，避免杂质对实验结果的影响。气体流速控制装置精确控制载气的流速，保证实验结果的准确性。
2.进样系统：包括进样器和气化室。进样器根据试样的状态不同，采用不同的进样器，如微量注射器用于液体样品，推拉式或旋转式六通阀用于气体样品。气化室将液体或固体试样瞬间气化为蒸气，以便进入色谱柱进行分离。
3.分离系统：核心部件是色谱柱，用于分离样品中的各个组分。色谱柱有填充柱和毛细管柱两种，材料包括金属、玻璃、融熔石英、聚四氟等。色谱柱的分离效果与柱长、柱径、柱形以及所选用的固定相和柱填料的制备技术有关。
4.检测系统：包括检测器和检测器的电源及控温装置。检测器将经色谱柱分离出的各组分的浓度或质量变化转化为电信号，常见的检测器有热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)等。检测器的作用是将流出组分按其浓度或质量的变化，准确转化成一定的电信号，以便进行后续的数据处理和分析。
5.温控系统：包括恒温箱，严格控制色谱柱的温度，确保分离过程的稳定性和准确性。恒温箱内部采用高绝缘且高强度的高频陶瓷材料，具有耐高温、抗高压的特性，并配备微电脑控制的超温保护功能。
6.记录与数据处理系统：包括放大器、记录仪和数据处理装置。记录仪记录检测器输出的电信号，绘出色谱图。数据处理装置对色谱图进行数据处理和分析，如峰面积测量、定量分析等。先进的气相色谱仪还配有电子计算机，能自动对色谱分析数据进行处理。
