多维色谱最早起源于平面色谱，在研究纸色谱进行液-液分配，发现可以使用不同的洗脱剂在不同的方向上进行洗脱，因而Kirchner等早在上世纪50年代首先研究了二维薄层色谱，这一工作早于对薄层色谱的基础性研究。有各种色谱-电泳技术的联用，但是最重要的平面电泳分离是二维凝胶电泳，是O’Farrell于1975年报道的，用这种方法，即一个方向使用等电聚焦，另一个方向使用十二烷激硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，可以从细菌培养液中分离出1000个蛋白质来，到目前二维凝胶电泳仍然用于蛋白质和DNA分离中。
 

　　在过去20年的发展中，更多地研究适合于自动化和进行定量分析的多柱色谱柱系统，1978年发表的一篇二维GC，近年有了更新，并在1991年Liu 和 Phillips 对全二维GC进行的进一步的开发，Grob 开发并推进了HPLC-GC 的联用。
 

　　目前较成熟的技术是全二维气相色谱(Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography，GC´GC)，是上世纪90年代初出现的新方法。目前各大仪器公司基本实现了GC´GC仪器的商品化，已经处于实用阶段。目前正在发展中的多维分离技术还有LC´LC，LC´CE，CE´CE，LC´GC等。商品化的多维制备液相色谱仪如Sepbox5000，一次最多可以处理5000 mg天然产物提取物，可以在24小时内得到576个馏分，许多馏分含有纯度为90%到99%(ELSD)的单个组分。工业上广泛使用的模拟移动床也是多维分离的典型应用。本质上来说，多维色谱就是简单的一维色谱加复杂的阀切换技术。