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(tǒng)氣相色譜儀中的氣路是一個封閉的管道系統(tǒng)，載氣在其中連續(xù)運行。整個載氣系統(tǒng)要求載氣純凈、氣密性好、流量穩(wěn)定、流量測量準確。
(2)進樣系統(tǒng)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(tǒng)分離系統(tǒng)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(tǒng)檢測器的作用是將色譜柱分離的樣品組分根據(jù)其特性和含量，轉換為電信號，經(jīng)放大后由記錄儀記錄成色譜圖。
(5)信號記錄或計算機數(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)處理器。色譜數(shù)據(jù)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(shù)等打印在同一張記錄紙上。
(6)溫度控制系統(tǒng)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。
