在石油化學工業中大部分的原料和產品都可采用氣相色譜法來分析；在電力部門中可用來檢查變壓器的潛伏性故障；在環境保護工作中可用來監測城市大氣和水的質量；在農業上可用來監測農作物中殘留的農藥；在商業部門可用來檢驗及鑒定食品質量的好壞；在醫學上可用來研究人體新陳代謝、生理機能；在臨床上用于鑒別藥物中毒或疾病類型；在宇宙艙中可用來自動監測飛船密封倉內的氣體等等。
色譜實際上是俄國植物學家茨維特（M.S.Tswett）在1901年首先發現的。1903 年3月，茨維特在華沙大學的一次學術會議上所作的報告中正式提出“chromatography”(即色譜)一詞，標志著色譜的誕生。他因此被提名為1917年諾貝爾化學獎的候選人。當時茨維特研究的是液相色譜（LC）的分離技術，氣相色譜出現在20世紀40年代，英國人馬丁（A.J.P.Martin）和辛格(R.L.M.Synge)在研究分配色譜理論的過程中，證實了氣體作為色譜流動的可能性，并預言了GC的誕生。與此巧合的是，這兩位科學家獲得了當年的諾貝爾化學獎。盡管獲獎成果是他們對分配色譜理論的貢獻，但也有后人認為他們是因為GC而得獎的。這也從另一個方面說明了GC技術對整個化學發展的重要性。
雖然GC的出現較LC晚了50年，但其在此后20多年的發展卻是LC所望塵莫及的。從1955年第一臺商品GC儀器的推出，到1958年毛細管GC柱的問世；從毛細管GC理論的研究，到各種檢測技術的應用，GC很快從實驗室的研究技術變成了常規分析手段，幾乎形成了色譜領域GC獨領風騷的局面。1970年以來，電子技術，特別是計算機技術的發展，使得GC色譜技術如虎添翼，1979年彈性石英毛細管柱的出現更使GC上了一個新臺階。這些既是高科技發展的結果，又是現代工農業生產的要求使然。反過來，色譜技術又大大促進了現代物質文明的發展。在現代社會的方方面面，色譜技術均發揮著重要作用。從天上的航天飛機，到水里游的航空母艦，都用GC來監測船艙中的氣體質量；從日常生活中的食品和化妝品，到各種化工生產的工藝控制和產品質量檢驗，從司法檢驗中的物質鑒定，到地質勘探中的油氣田尋找，從疾病診斷、醫藥分析、到考古發掘、環境保護，GC技術的應用極為廣泛。