氣相色譜儀主要由氣路系統、進樣系統、檢測及溫控系統、分離系統、記錄系統組成，如下圖所示。

氣相色譜儀結構簡圖 

氣路系統：包括氣源、氣體凈化器、氣體流速控制和測量。

進樣系統：包括進樣器、汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣）。

檢測系統：包括檢測器。檢測系統是將色譜柱中分離后的組分按照濃度的變化轉化為電信號，經放大器后，將電信號傳送至記錄儀，由記錄儀繪出色譜流出曲線。

溫控系統：溫度是色譜分離條件的重要選擇參數。氣化室、色譜柱恒溫箱、檢測器三部分在色譜儀操作時均需控制溫度。氣化室：保證液體試樣瞬間氣化；檢測器：保證被分離后的組分通過時不在此冷凝；色譜柱恒溫箱：準確控制分離需要的溫度。

分離系統：是氣相色譜儀的核心部分，作用是將待測樣品中的各個組分進行分離，包括柱箱、色譜柱、溫控部件組成。

記錄系統：包括記錄儀、或數據處理裝置、色譜工作站。