氣相色譜系統由盛在管柱內的吸附劑（表1） 或惰性固體上涂著液體的固定相和不斷通過管柱的氣體的流動相組成。將欲分離、分析的樣品從管柱一端加入后，由于固定相對樣品中各組分吸附或溶解能力不同，即各組分在固定相和流動相之間的分配系數有差別，當組分在兩相中反復多次進行分配并隨移動相向前移動時，各組分沿管柱運動的速度就不同，分配系數小的組分被固定相滯留的時間短，能較快地從色譜柱末端流出。以各組分從柱末端流出的濃度 c對進樣后的時間t作圖，得到的圖稱為色譜圖。當色譜過程為沖洗法方式時，色譜圖如圖1所示。從色譜圖可知，組分在進樣后至其最大濃度流出色譜柱時所需的保留時間tR，與組分通過色譜柱空間的時間tM，及組分在柱中被滯留的調整保留時間t'R之間的關系是：式中t'R與tM的比值表示組分在固定相比在移動相中滯留時間長多少倍，稱為容量因子k。
從色譜圖還可以看到從柱后流出的色譜峰不是矩形，而是一條近似高斯分布的曲線，這是由于組分在色譜柱中移動時，存在著渦流擴散、縱向擴散和傳質阻力等因素，因而造成區域擴張。在色譜柱內固定相有兩種存放方式，一種是柱內盛放顆粒狀吸附劑，或盛放涂敷有固定液的惰性固體顆粒〔載體或稱擔體（表2）〕；另一種是把固定液涂敷或化學交聯于毛細管柱的內壁。用前一種方法制備的色譜柱稱為填充色譜柱，后一種方法制備的色譜柱稱為毛細管色譜柱（或稱開管柱）。