气相色谱仪的基本结构有分析单元和显示单元两部分。前者主要包括气源及控制计量装置、进样装置、恒温器和色谱柱。后者主要包括验证器和自动记录器。色谱柱（包括固定相）和校准器是气相色谱仪的核心部件。
(1)载气系统 气相色谱仪内的气路是载气连续运行的封闭管道系统。整个载气系统要求载气纯净、气密性好、流量稳定、流量测量准确。
(2)进样系统 进样是将气体或液体样品快速定量地添加到色谱柱上端。
(3)分离系统 分离系统的核心是色谱柱，用于将多-组分样品分离成单独的组分。色谱柱有两种类型：填充柱和毛细管柱。
(4)检测系统检测器的作用是将色谱柱分离出的样品成分根据其特性和内容转换成电信号，经放大后由记录仪记录成色谱图。
(5)信号记录或计算机数据处理系统 近年来，气相色谱仪主要采用色谱数据处理器。色谱数据处理机可打印、记录色谱图，并可在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分的质量分数等。
(6)温度控制系统用于控制和测量色谱柱、检测器和气化室的温度，是气相色谱仪的重要组成部分。气相色谱仪分为两类：一类是气-固色谱仪，另一类是气-液相分布色谱仪。这两类色谱仪分离的固定相不同，但仪器的结构是通用的。
