氣相色譜是機械化程度很高的色譜方法，氣相色譜系統由氣源、色譜柱和柱箱、檢測器和記錄器等部分組成。
氣源負責提供色譜分析所需要的載氣，即流動相，載氣需要經過純化和恒壓的處理。氣相色譜的色譜柱一般直徑很細長度很長，根據結構可以分為填充柱和毛細管柱兩種，填充柱比較短粗，直徑在5毫米左右，長度在2－4米之間，外殼材質一般為不銹鋼，內部填充固定相填料；
毛細管柱由玻璃或石英制成，內徑不超過0.5毫米，長度在數十米到一百米之間，柱內或者填充填料或者圖布液相的固定相。柱箱是保護色譜柱和控制柱溫度的裝置，在氣相色譜中，柱溫常常會對分離效果產生很大影響，程序性溫度控制常常是達到分離效果所必須的，因此柱箱扮演了非常重要的角色。
檢測器是氣相色譜帶給色譜分析法的新裝置，在經典的柱色譜和薄層色譜中，對樣品的分離和檢測是分別進行的，而氣相色譜則實現了分離與檢測的結合，隨著技術的進步，氣相色譜的檢測器已經有超過30種不同的類型。記錄器是記錄色譜信號的裝置，早期的氣相色譜使用記錄紙和記錄器進行記錄，記錄工作都已經依靠計算機完成，并能對數據進行實時的化學計量學處理。
氣相色譜被廣泛應用于小分子量復雜組分物質的定量分析。