1)载气供气系统
包括供气钢瓶 (或气源)、减压稳压器、过滤干操器、流量控制器、流量指示器等。载气流量一般控制在10—200mL/min。
2)分离色谱柱
色谱柱是气相色谱仪的心脏，样品分析的分离全靠在色谱柱中进行。目前在气相色谱仪中，填充柱、毛细管柱和填充毛细管柱用得最多。
3)进样系统
进样系统用来精确调整每次分析的进样量，同时保证把液态样品转化为气相，然后加入载气气流中，因此它具备温度可以调整的汽化器。进样定量的操作在色谱仪方法开发中常用微量注射器人工注入，而在日常检测中通常是采用转阀控制的金属定量管进样。转阀的切换可以由人工或自动程序控制系统操作。
4)检测器
检测器是把物质流出的组分转换为电信号输出，并经放大器放大后由记录仪表记录或由数据处理装置求积、显示、打印。检测器不仅有热导检测器，也有氢火焰离子化检测器和各种放射性检测器等。
5)供电及信号放大记录、处理装置
气相色谱仪检测器的供电要求稳定，当用热检测器时，应有直流稳压电源供电，另一方面检测器输出的信号，常常是毫安或微安数量级甚至更小，因此必须加以放大;当测最高浓度或反应灵敏的组分时，由于输出信号太大，以至超出指示记录仪的测量范围，所以又需要适当地进行信号衰减才能输送给记录仪和数据处理装置。
信号记录仪常用的是电子自动电位差计。常见的数据处理装置有数字显示打印自动积分仪、小型电子计算机等，它们常与程序控制系统联用。
6)恒温级程序控制系统及汽化器
这些部件要求在一定温度下工作，因此在色谱仪中这三个部件装在恒温箱中，由恒温控制系统控制稳定的温度。恒温控制的精度一般都在土0.5℃ ,程序控制系统包括自动进样、出峰自动衰减、程序升温、柱子的自动切换等。简单的程序控制可采用机械凸轮式，较高复杂的用电子程序控制器。
