全二維氣相色譜是多維色譜的一種，但它不同于通常的二維色譜。二維色譜一般采用中心切割法，從第一支色譜柱預分離后的部分餾分，被再次進樣到第二支色譜柱，作進一步的分離，樣品中的其它組分或被放空或也被中心切割。盡管可通過增加中心切割的次數來實現對感興趣組分的分離，但由于流出柱1進到柱2時組分的譜帶已較寬，因此，第二維的分辨率會受到損失。這種方法第二維的分析速度一般較慢，不能完全利用二維氣相色譜的峰容量，它只是把第一支色譜柱流出的部分餾分轉移到第二支色譜柱上，進行進一步的分離。
全二維氣相色譜是把分離機理不同而又互相獨立的兩支色譜柱以串聯方式結合成二維氣相色譜，在這兩支色譜柱之間裝有一個調制器，起捕集再傳送的作用，經第一支色譜柱分離后的每一個餾分，都需先進入調制器，進行聚焦后再以脈沖方式送到第二支色譜柱進行進一步的分離，所有組分從第二支色譜柱進入檢測器，信號經數據處理系統處理，得到以柱1保留時間為第一橫坐標，柱2保留時間為第二橫坐標，信號強度為縱坐標的三維色譜圖，或二維輪廓圖。