氣相色譜儀主要系統由儲液器、泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀等幾部分組成。詳細結構如下所示：
1、載氣系統：包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量
2、進樣系統：包括進樣器、汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣）
3、色譜柱和柱溫：包括恒溫控制裝置（將多組分樣品分離為單個）
4、檢測系統：包括檢測器，控溫裝置
5、記錄系統：包括放大器、記錄儀、或數據處理裝置、工作站
基本結構可分為兩部分，包括分析單位和顯示單元。前者主要包括氣源和控制計量裝置、取樣裝置、恒溫裝置和色譜柱。后者主要包括校準和自動記錄儀。其中色譜柱是氣相色譜儀的核心部件。
氣相色譜氣路是一個密閉管道系統，整個氣路系統需要純氣體載體，密封性能好，流量穩定，流量測量準確。
系統是在色譜柱頂部均勻、定量地添加氣體或液體樣品。分離系統的核心是色譜柱，用于分離多組分樣品成一個組分。
柱管實際上是一條單管，它僅用于指示樣品中不同時刻的每個部件的狀態。
色譜柱分為填料柱和毛細管柱。檢測器的功能是根據色譜柱的特性和含量，將色譜柱分離的樣品成分轉換為電信號，待放大后，色譜記錄由記錄器記錄。信號記錄或微機數據處理系統是近年來常用的方法，氣相色譜儀主要采用一種彩色光譜數據處理機。