只要在氣相色譜儀允許的條件下可以氣化而不分解的物質，都可以用氣相色譜法測定。對部分熱不穩定物質，或難以氣化的物質，通過化學衍生化的方法，仍可用氣相色譜法分析。
在石油化工、醫藥衛生、環境監測、生物化學等領域都得到了廣泛的應用
1．在衛生檢驗中的應用
空氣、水中污染物如揮發性有機物、多環芳烴[苯、甲苯、苯并（a）比等]；農作物中殘留有機氯、有機磷農藥等；食品添加劑苯甲酸等；體液和組織等生物材料的分析如氨基酸、脂肪酸、維生素等。
2．在醫學檢驗中的應用
體液和組織等生物材料的分析：如脂肪酸、甘油三酯、維生素、糖類等。
3. 在藥物分析中的應用
抗癲癇藥、中成藥中揮發性成分、生物堿類藥品的測定等。