在线气相色谱仪的原理基于不同组分在气相和固定相之间的物理化学性质（如沸点、极性、吸附性）差异进行分离和分析。样品在气化室中汽化后，由载气带入色谱柱。在色谱柱内，组分在流动相（载气）和固定相（色谱柱填充物）之间进行反复多次的分配。由于各组分的分配系数不同，在色谱柱中的运行速度就会产生差异，从而实现分离。分离后的组分依次进入检测器，转化为电信号，并记录下来形成色谱图，从而对组分进行定性和定量分析。