在线气相色谱仪是一种分离技术。实践任务中要分析的样品常常是复杂基体中的多组分混合物，对于含有未知组分的样品，率先必需将其结合，而后能力对于相关组分进前进一步的分析。
混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异，GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，一般是N2、He等）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。
但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来，也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解附，结果在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。
当组分流出色谱柱后，立即进入检测器，检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成对比，当将该署信号缩小并记载下来时，它蕴含了色谱的全部原始消息。
正在没有组分流出时，在线气相色谱仪的色谱图的记载是检测器的本底信号，即色谱图的基线。
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