利用气相色谱对混合物有较强的分离能力，在气相色谱/质谱联用仪中，气相色谱仪是作为质谱仪的进样装置，使混合物进入离子源之前，先经气相色谱仪的分离，各组分按时间顺序进入离子源，所产生的离子经质谱仪不断进行扫描测量，得到各化合物的总离子色谱图和对应的特征谱图，这样可以进行定性和定量分析。由于联用仪实现了时间和质量的分辨，因此，可以分析含有几十种甚至上百种组分的混合物。
气相色谱/质谱联用仪能推断出化合物可能的结构式，对脂类及芳香油等复杂样品尤为适用。它所进行的定性定量分析涉及到十分广泛的领域，如食品化学、植物化学、石油化学、高分子化学、金属有机化学、化工、农药、医学、环保、昆虫学、毒物学等。在纺织检测领域也应用气相色谱/质谱联用仪检测偶氮染料的含量等。
