氣相色譜儀的基本結構有分析單元和顯示單元兩部分。前者主要包括氣源及控制計量裝置、取樣裝置、恒溫器和色譜柱。后者主要包括驗證器和自動記錄器。色譜柱（包括固定相）和校準器是氣相色譜儀的核心部件。
(1)載氣系統氣相色譜儀中的氣路是一個封閉的管道系統，載氣在其中連續運行。整個載氣系統要求載氣純凈、氣密性好、流量穩定、流量測量準確。
(2)進樣系統進樣是將氣體或液體樣品快速定量地添加到色譜柱的上端。
(3)分離系統分離系統的核心是色譜柱，用于將多組分樣品分離成單個組分。色譜柱有兩種類型：填充柱和毛細管柱。
(4)檢測系統檢測器的作用是將色譜柱分離的樣品組分根據其特性和含量，轉換為電信號，經放大后由記錄儀記錄成色譜圖。
(5)信號記錄或計算機數據處理系統近年來，氣相色譜儀主要采用色譜數據處理器。色譜數據處理器可以打印和記錄色譜圖，可以將處理后的結果，如保留時間、被測組分的質量分數等打印在同一張記錄紙上。
(6)溫度控制系統用于控制和測量色譜柱、檢測器和氣化室的溫度，是氣相色譜儀的重要組成部分。氣相色譜儀分為兩類：一類是氣固色譜儀，一類是氣液分布色譜儀。這兩種色譜儀分離的固定相不同，但儀器結構相同。
