气相色谱仪是完成气相色谱分析的主要工具，它是以气体为流动相采用冲洗法来实现柱色谱技术的装置。气相色谱仪包括分析单元和显示单元，包括气路系统、进样系统、分离系统、检测系统以及信号记录系统。

载气从高压钢瓶经减压阀流出，通过净化器除去杂质，再由针形调节阀调节流量。然后，通过进样装置，把注入的样品带入色谱柱。最后，把在色谱柱中被分离的组分带入检测器，进行鉴定和记录。

另外，要分析高沸点的挥发性液体或固体，必须采用设备将其变为气体，如液体样品要通过汽化室，固体样品要通过裂解器。汽化室或裂解器都有相应的温度控制装置。

混合物中各组分的分离主要决定于色谱柱。色谱柱可分为两类：一类为填充柱，另一类为毛细管柱。此外，尚有用多孔性固体填充在毛细管内的填充毛细管柱。为了保证各组份在色谱柱中处于最佳分离状态，它一般工作在恒温或程序升温的环境中。

检测器鉴定经过分离后的不同组份，并测定其含量。流入检测器进行检测的是在其中混有的样品气，从原理上来讲，根据二元气体混合物的有关物理或化学性质可以制成相应的检测器，如属于热的有热导检测器，属于电的有氢焰离子化检测器，属于光的有火焰光度检测器等。

检测器起着将非电信号转换成电信号的功能，但转换成的电信号相当微弱或者不能直接显示，必须通过电桥或静电计放大器后，方可利用记录仪记录其色谱峰，或用数字积分仪显示各组份的峰面积和保留时间。