氣相色譜儀的基本構造有兩部分，即分析單元和顯示單元。前者主要包括氣源及控制計量裝置﹑進樣裝置﹑恒溫器和色譜柱。后者主要包括檢定器和自動記錄儀。色譜柱（包括固定相）和檢定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載氣連續運行的密閉管路系統。整個載氣系統要求載氣純凈、密閉性好、流速穩定及流速測量準確。

（2）進樣系統。進樣就是把氣體或液體樣品勻速而定量地加到色譜柱上端。

（3）分離系統。分離系統的核心是色譜柱，它的作用是將多組分樣品分離為單個組分。色譜柱分為填充柱和毛細管柱。

（4）檢測系統檢測器的作用是把被色譜柱分離的樣品組根據其特性和含量轉化成電信號，經放大后，由記錄儀記錄成色譜圖。

（5）信號記錄或微機數據處理系統。近年來氣相色譜儀主要采用色譜數據處理機。色譜數據處理機可打印記錄色譜圖，并能在同一張記錄紙上打印出處理后的結果，如保留時間、被測組分質量分數等。

（6）溫度控制系統。用于控制和測量色譜柱、檢測器、氣化室溫度，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，另一類是氣液分配色譜儀。