岛津气相色谱的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相和固定相两相间的分配有差异，当两相作相对运动时，这些组分在两相间的分配反复进行，从几千次到数百万次，即使组分的分配系数只有微小的差异，随着流动相的移动可以有明显的差距，使这些组分得到分离。
岛津气相色谱当样品进入色谱柱头以后，流动相把样品带入色谱柱内，刚进入柱子时，组分A和B以混合谱带出现。
由于各组分在固定相中的溶解-解析、或吸附-脱附、或其他亲和作用力的差异，各组分在色谱柱中的滞留时间也就不同，即它们在柱中的运行速度不同。随着流动相的不断流过，组分在柱中两相间经过了反复多次的分配和平衡过程，当运行一定的柱长以后，样品中各组分得到了分离。当组分A离开色谱柱出口流过检测器时，记录设备就记录出组分A的色谱峰；继之当组分B离开色谱柱流过检测器时，记录设备就记录出组分B的色谱峰。
由于岛津气相色谱柱中存在着涡流扩散、分子扩散（纵向扩散）、传质阻力以及其他因素的作用，使得所记录的色谱峰并不是以一条矩形的谱带出现，而是一条接近高斯分布曲线的色谱峰。
岛津气相色谱在石油化工、医药卫生、环境监测、生物化学等领域都得到了广泛的应用
1．在卫生检验中的应用
空气、水中污染物如挥发性有机物、多环芳烃[苯、甲苯、苯并（a）比等]；农作物中残留有机氯、有机磷农药等；食品添加剂苯甲酸等；体液和组织等生物材料的分析如氨基酸、脂肪酸、维生素等。
2．在医学检验中的应用
体液和组织等生物材料的分析：如脂肪酸、甘油三酯、维生素、糖类等。
3. 在药物分析中的应用
抗癫痫药、中成药中挥发性成分、生物碱类药品的测定等。