在氣相色譜法中，流動相為氣體（載氣），固定相為固體吸附劑（氣固色譜法，GSC）或涂在惰性固體表面的液膜（氣液色譜法，GLC）。GLC（GC）是應用最廣泛的。將樣品注入GC儀器的進樣系統時，載氣瞬間蒸發并進入色譜柱。樣品中的成分在氣相和液相中反復分布。最后，由于它們的分布系數不同，它們被分開。

氣相色譜法是檢測和分析氣體物質或在一定溫度下可轉化為氣體的物質。樣品中的氣相和固相之間的分配系數需要根據物質的物理性質來定。當汽化樣品被載氣帶入色譜柱進行操作時，組分將在兩相中重復分布。在流動一定時間后，它們彼此分離，有序地離開色譜柱并進入檢測器。產生的信號放大后，每個組分的色譜峰都在記錄儀上顯示。成分的名稱、確定的濃度分別需要根據峰位、峰面積來確定。這是氣相色譜儀的工作原理。

氣相色譜在刑事偵查中的主要用途：氣相色譜是分離和分析的重要技術之一。該技術具有靈敏度高、特異性強、分離手段高、簡單快速等優點，在石油、化工、醫藥衛生等領域得到了廣泛應用。它已被廣泛用于刑事偵查中各種毒物和藥物成分的定性和定量分析。同時，氣相色譜法也廣泛應用于爆炸殘留物和射擊殘留物的成分分析。

氣相色譜儀氣路系統的氣密性、載氣流速的穩定性和流量測量的準確性都會對色譜實驗結果產生影響，需要加以控制。