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(tǒng)：載氣系統(tǒng)包括氣源、氣體凈化器、氣路控制系統(tǒng)。常用的有H2、He、N2、Ar 等。在實際應用中載氣的選擇主要是根據(jù)檢測器的特性來決定，同時考慮色譜柱的分離效能和分析時間。載氣的純度、流速對色譜柱的分離效能、檢測器的靈敏度均有很大影響，氣路控制系統(tǒng)的作用就是將載氣及輔助氣進行穩(wěn)壓、穩(wěn)流及凈化，以滿足氣相色譜分析的要求。氣相色譜儀中的氣路是一個載氣連續(xù)運行的密閉管路系統(tǒng)。整個載氣系統(tǒng)要求載氣純凈、密閉性好、流速穩(wěn)定及流速測量。
(2)進樣系統(tǒng)：進樣系統(tǒng)包括進樣器和汽化室，它的功能是引入試樣，并使試樣瞬間汽化。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。在毛細管柱氣相色譜中，由于毛細管柱樣品容量很小，一般采用分流進樣器，進樣量比較多，樣品汽化后只有一小部分被載氣帶入色譜柱，大部分被放空。汽化室的作用是把液體樣品瞬間加熱變成蒸汽，然后由載氣帶入色譜柱。
(3)分離系統(tǒng)：分離系統(tǒng)主要由色譜柱組成，是氣相色譜儀的心臟，它的功能是使試樣在柱內運行的同時得到分離，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(tǒng)：檢測器的功能是對柱后已被分離的組分的信息轉變?yōu)楸阌谟涗浀碾娦盘?，然后對各組分的組成和含量進行鑒定和測量，是色譜儀的眼睛。經(jīng)放大后，由記錄儀記錄成色譜圖。
(5)信號記錄或微機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：近年來氣相色譜儀主要采用色譜數(shù)據(jù)處理機。色譜數(shù)據(jù)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(shù)等。
(6)溫度控制系統(tǒng)：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。
