氣相色譜儀在現代檢測儀器分析方法中應用廣泛。它不僅成功地用于不同領域中多組分物質的分離和分析，目前是化工生產過程中重要的監控手段，而且還廣泛用于化學理論的研究工作。
1.在分離分析中和的應用
a 石油化工和有機化工產品的分析    氣相色譜法已廣泛用于石油化工和有機化工產品的分析，尤其是毛細管色譜技術，已成功分離了全部石油產品，如低級氣態烴、汽油與柴油、重油與石蠟、瀝青和原油等。
b 高分子材料的分析    高分子材料的分子量較大，常用裂解色譜法分析其裂解產物，以解析高分子化合物的共聚單體。
c 環境監測與污染物檢測    氣相色譜已成為環境監測與污染分析的有效手段。
d 農藥、臨床和中草藥有效成分的分析
e 食品分析    氣相色譜法主要用于食品組成的分析，也用于食品檢測中的抗氧劑、乳化劑、營養補劑、防腐劑和污染物等。
此外，氣相色譜法還廣泛用于涂料、香料與精油、空間技術、法醫和地球化學等特種分析。
2.在化學研究中的應用
氣相色譜法在化學研究中的應用很多，例如：通過測定保留時間來研究某些化學平衡的性質；通過測定色譜峰在柱后展寬的程度來研究某些動力學過程；根據保留體積或峰面積來測物質的某些物理化學性質。