氣相色譜法中可以使用的檢測器有很多種，最常用的有火焰電離檢測器（FID）與熱導檢測器（TCD）。這兩種檢測器都對很多種分析成分有靈敏的響應，同時可以測定一個很大的范圍內的濃度。TCD從本質上來說是通用性的，可以用于檢測除了載氣之外的任何物質（只要它們的熱導性能在檢測器檢測的溫度下與載氣不同），而FID則主要對烴類響應靈敏。FID對烴類的檢測比TCD更靈敏，但卻不能用來檢測水。兩種檢測器都很強大。由于TCD的檢測是非破壞性的，它可以與破壞性的FID串聯使用（連接在FID之前），從而對同一分析物給出兩個相互補充的分析信息。
其它的檢測器要么只能檢測出個別的被測物，要么可以測定的濃度范圍很窄。
常見的檢測器包括：
放電離子化檢測器（DID），它通過高壓放電來產生離子。
電子俘獲檢測器，它使用β放射線源（電子流）來測量樣品對電子的俘獲能力。
火焰光度檢測器（FPD）
火焰電離檢測器（FID）
霍爾電導檢測器（ElCD）
氦離子化檢測器（HID）
氮磷檢測器（NPD）
質譜檢測器（MSD）
光離子化檢測器（PID）
脈沖放電檢測器（PDD）
熱能（熱導）分析器/檢測器（TEA/TCD）
有一些氣相色譜儀與質譜儀相連接而以質譜儀作為它的檢測器，這種組合的儀器稱為氣相色譜-質譜聯用（GC-MS，簡稱氣質聯用），有一些氣質聯用儀還與核磁共振波譜儀相連接，后者作為輔助的檢測器，這種儀器稱為氣相色譜-質譜-核磁共振聯用（GC-MS-NMR）。有一些GC-MS-NMR儀器還與紅外光譜儀相連接，后者作為輔助的檢測器，這種組合叫做氣相色譜-質譜-核磁共振-紅外聯用（GC-MS-NMR-IR）。但是必須指出，這種情況是很少見的，大部分的分析物用單純的氣質聯用儀就可以解決問題。[1]
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