气相色谱的流动相种类很少，主要是惰性气体氮气或氦气，有时也用氩气或氢气。样品在固定相中的保留主要是吸附和分配机理。根据固定相（色谱柱）和样品气化方式的不同，气相色谱主要有以下几种分析技术。
一、填充柱气相色谱
填充柱气相色谱的柱管通常为长1-3米，内径2-3mm的不锈钢管，为节省柱温箱空间而将柱管弯成环状。在管内壁涂渍液体物质（气-液色谱）或在管内填充固体吸附剂（气-固色谱）。
1. 气-液色谱
原理： 各溶质在气相（流动相）和液相（固定相）间分配系数不同达到分离。
固定相： 涂渍在惰性多孔固体基质（载体或担体）上的液体物质，常称固定液。使用过的气-液色谱固定液上千种，常用的固定液有聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、含5％或20％苯基的聚甲基硅氧烷、含氰基和苯基的聚甲基硅氧烷、50％三氟丙基聚硅氧烷，另外，用于分离手性异构体的手性固定相则主要有手性氨基酸的衍生物、手性金属配合物和环糊精衍生物。
常用的基质： 无机载体（如硅藻土、玻璃粉末或微球、金属粉末或微球、金属化合物）和有机载体（如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯丙烯酸酯）。
2. 气-固色谱
气-固色谱的固定相是固体吸附剂，分离是基于样品分子在固定相表面的吸附能力的差异而实现的。常用的固体吸附剂有碳质吸附剂（活性炭、石墨化碳黑、碳分子筛）、氧化铝、硅胶、无机分子筛和高分子小球。
气-固色谱不如气-液色谱应用广泛，主要用于永久气体和低沸点烃类的分析，在石油化工领域应用很普遍。
二、毛细管气相色谱
毛细管柱是用熔融二氧化硅拉制的空心管，也叫弹性石英毛细管。柱内径通常为0.1-0.5mm，柱长30-50m，绕成直径20cm左右的环状。用这样的毛细管作分离柱的气相色谱称为毛细管气相色谱或开管柱气相色谱，其分离效率比填充柱要高得多。
2. 填充毛细管柱
填充毛细管柱是在毛细管中填充固定相而成，也可先在较粗的厚壁玻璃管中装入松散的载体或吸附剂，然后拉制成毛细管。如果装入的是载体，使用前在载体上涂渍固定液成为填充毛细管柱气-液色谱。如果装入的是吸附剂，就是填充毛细管柱气-固色谱。这种毛细管柱近年已不多用。
3. 开管型毛细管柱
壁涂毛细管柱： 在内径为0.1-0.3mm的中空石英毛细管的内壁涂渍固定液。这是目前使用最多的毛细管柱。3. 开管型毛细管柱
载体涂层毛细管柱： 先在毛细管内壁附着一层硅藻土载体，然后再在载体上涂渍固定液。
小内径毛细管柱：内径小于0.1mm的毛细管柱，主要用于快速分析。
大内径毛细管柱：内径在0.3-0.5mm的毛细管，往往在其内壁涂渍5-8um的厚液膜。
三、顶空气相色谱（gas chromatography headspase analysis）
是一种间接分析液体或固体中挥发性成分的气相色谱法，也可以看作是一种气相色谱的进样方式。分静态和动态顶空气相色谱。
1. 静态顶空气相色谱
静态顶空气相色谱是将液体或固体样品置于一个恒温密闭的样品容器中，使其中的挥发性成分逸出，在达到气-液或气-固平衡后采集蒸汽相进行气相色谱分析。
2. 动态顶空气相色谱
动态顶空气相色谱把液体或固体样品置于样品管中，向样品管中通入惰性气体（N2），将待测组分吹扫出来，并使其通过装有吸附剂的捕集管，被吸附剂吸附，然后将吸附剂加热，使被测组分脱附，在用载气将脱附的样品气体带入气相色谱仪中进行分析。因其操作过程中包括了吹扫和捕集两个主要环节,所以也叫吹扫-捕集（purge-tranp）法。
四、程序升温气相色谱（programmed temperature gas chromatography）
现代气相色谱仪都装有程序升温控制系统，是解决复杂样品分离的重要技术。恒温气相色谱的柱温通常恒定在各组分的平均沸点附近。如果一个混合样品中各组分的沸点相差很大，采用恒温气相色谱就会出现低沸点组分出峰太快，相互重叠，而高沸点组分则出峰太晚，使峰形展宽和分析时间过长。程序升温气相色谱就是在分离过程中逐渐增加柱温，使所有组分都能在各自的最佳温度下洗脱。
