Opracowana na początku XX wieku chromatografia gazowa (GC) jest metodą stosowaną do oddzielania i analizowania składników mieszanin – w szczególności mieszanin lotnych cieczy, takich jak benzen. To oddzielenie uzyskuje się poprzez najpierw odparowanie mieszaniny; spektrometr mas dołączony do jednostki chromatograficznej jest następnie używany do prawidłowej identyfikacji związków w mieszaninie.
Po wstrzyknięciu próbki do urządzenia chromatograficznego, mieszanina jest odparowywana, a składniki są przenoszone przez rurkę przez gaz obojętny. W rurce odparowane składniki przechodzą przez fazę ciekłą lub stacjonarną w rurce. Faza stacjonarna służy do hamowania całkowitego przejścia gazów przez kolumnę. Im bardziej lotny składnik, tym mniej oddziałuje z fazą stacjonarną. Dlatego im szybciej gaz przechodzi przez rurkę – tym bardziej jest lotny).
Na drugim końcu rurki znajduje się detektor przeznaczony do wykrywania każdego składnika mieszaniny. Gdy związek opuszcza rurkę, detektor jest w stanie zmierzyć ilość za pomocą jednej z kilku metod. Niektóre detektory wykorzystują płomień do spalania próbki, generując jony. Jony te są wykrywane przez pomiar przewodności elektrycznej płomienia. Inny typ detektora mierzy obecność odparowanej próbki poprzez zmiany przewodnictwa gazu nośnego.
Dane wyjściowe z detektora są wyświetlane w postaci wykresu liniowego, z ilością wykrytego związku przedstawioną w funkcji czasu. Najbardziej lotny związek pojawia się najpierw jako pik na wykresie. Kolejne piki na wykresie reprezentują coraz mniej lotne składniki oryginalnej mieszaniny. Naukowcy mogą wykorzystać te chromatogramy do dalszego analizowania właściwości chemicznych próbki mieszaniny, przy czym proporcja wielkości pików jest odniesiona do ilości substancji w in próba. Na podstawie obszarów pod szczytami naukowcy określają ich rozmiary.
Spektrometr mas jest szczególnie przydatny przy analizie składu nieznanej mieszaniny. Połączona jednostka do chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (gc-ms) skanuje masy składników podczas ich wychodzenia z probówki. Spektrometr mas wystrzeliwuje energetyczne elektrony w poruszającą się odparowaną próbkę, jonizując jej cząsteczki. Analizator następnie sortuje jony przy użyciu ich stosunku masy do ładunku. Połączone jednostki gc-ms są idealne, ponieważ mogą natychmiast określić masy komponentów i zidentyfikować komponenty, które nie są całkowicie rozdzielone.