在線氣相色譜儀是一種分離技術。實踐任務中要分析的樣品常常是復雜基體中的多組分混合物，對于含有未知組分的樣品，率先必需將其結合，而后能力對于相關組分進前進一步的分析。
混合物的分離是基于組分的物理化學性質的差異，GC主要是利用物質的沸點、極性及吸附性質的差異來實現混合物的分離。待分析樣品在汽化室汽化后被惰性氣體（即載氣，一般是N2、He等）帶入色譜柱，柱內含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動相和固定相之間形成分配或吸附平衡。
但由于載氣是流動的，這種平衡實際上很難建立起來，也正是由于載氣的流動，使樣品組分在運動中進行反復多次的分配或吸附/解附，結果在載氣中分配濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。
當組分流出色譜柱后，立即進入檢測器，檢測器能夠將樣品組分的存在與否轉變為電信號，而電信號的大小與被測組分的量或濃度成對比，當將該署信號縮小并記載下來時，它蘊含了色譜的全部原始消息。
正在沒有組分流出時，在線氣相色譜儀的色譜圖的記載是檢測器的本底信號，即色譜圖的基線。
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