赛默飞气相色谱原理与分馏类似。它们都主要利用混合物中各个组分的沸点的差异对混合物中的各个组分进行分离。但是，分馏通常用于常量的混合物的分离，而气相色谱所分离的物质则要少得多。
赛默飞气相色谱中的流动相是载气，通常使用惰性气体或反应性差的气体。固定相则由一薄层液体或聚合物附着在一层惰性的固体载体表面构成。固定相装在由玻璃或金属制成的一根空心管柱内。用作进行气相色谱的仪器称为气相色谱仪。待分析的气体样品与覆盖有各种各样的固定相的柱壁相互作用，使得不同的物质在不同的时间被洗脱出来。从一种物质进样开始到出现色谱峰大值的时间被称为该物质的保留时间，通过将未知物质的保留时间与相同条件下标准物质的保留时间的比较可以表征未知物。
赛默飞气相色谱的组成：
气相色谱仪由以下五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测记录系统。
组分能否分开，关键在于色谱柱；分离后组分能否鉴定出来则在于检测器，所以分离系统和检测系统是仪器的核心。
赛默飞气相色谱的特点：
赛默飞气相色谱是指用气体作为流动相的色谱法。由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。