目前，商品化的自动顶空进样器有多种设计，但其原理基本可分为三种，下面分别介绍之。
1.注射器进样
基于此原理设计的仪器往往是对普通自动进样器改进的结果，主要是采用气密注射器和样品控温装置。注射器一般也要有控温装置。此类顶空进样装置的主要问题是不能控制样品的压力，故使用较少。
2.压力平衡顶空进样系统
这类进样系统的原理如图所示，样品加热平衡时，取样针头位于加热套中（a）。载气大部分进入气相色谱仪，只有一小部分通过加热套，以避免其被污染。取样针头用“O”形环密封。样品气液平衡后，取样针头穿过密封垫插入样品瓶，此时载气分为三路（b）：一路为低流速，由出口针型阀控制，继续吹扫加热套，另外两路分别进入GC和样品瓶，对样品瓶进行加压，直到样品瓶的压力与%& 柱前压相等为止（这就是压力平衡的意思）。然后，关闭载气阀（c），切断载气流。由于样品瓶中的压力与柱前压相等，故此时样品瓶中的气体将自动膨胀，载气与样品气体的混合气就通过加热的输送管进入了GC柱。控制此过程的时间就可控制进样量。压力平衡进样装置与气相色谱仪共用一路载气，操作简便。
3.压力控制定量管进样系统
