氣質聯用儀是分析儀器中較早實現聯用技術的儀器。自1957年J.C.Holmes和F.A.Morrell首次實現氣相色譜和質譜的聯用以后，這一技術得到了長足的發展。在所有的聯用技術中GC-MS聯用技術發展最為完善，應用最廣泛。
氣相色譜儀分離樣品中各組分，起著樣品制備的作用；接口把氣相色譜流出的各組分送入質譜儀進行檢測，起著氣相色譜和質譜之間適配器的作用；質譜儀對接口依次引入的各組分進行分析，成為氣相色譜儀的檢測器；計算機系統交互式地控制氣相色譜、接口和質譜儀，進行數據采集和處理，是GC-MS的中央控制單元。混合物由一股氣流（流動相，又稱氣相）攜帶通過一根長長的內壁涂有薄薄的一層液膜（液態固定相）的毛細柱。因為混合物的不同組分與固定相的結合能力不同，因此在柱的末端混合物中的各個組分會逐個的出來（洗脫）而達到分離的目的。
在一個簡單的氣相色譜裝置中，這些被逐次洗脫出來的組分或者被某種火焰燃燒以便于檢測（通用火焰離子化檢測器， FID），或者穿過某種其他的檢測器后放入大氣。在氣相色譜中，這些組分在色譜圖中是以峰的形式來記錄。有關組分的信息通過測量色譜圖中該組分峰的峰高和峰面積來確定。這些對應著檢測到的組分量以及該組分通過毛細柱的時間。色譜圖上某個組分峰最高點對應的時間（以進樣作為時間起點）被成為保留時間。通常利用該組分的特定保留時間對其定性，但這種定性方式并不絕對準確，組分的確定經常會模糊或根本無法識別該組分。 與氣相色譜形成鮮明對比的是，質譜檢測器對混合物的檢測毫無辦法。如果一個單獨的組分進入質譜檢測器，它的質譜圖可以通過各種離子化檢測方法而獲得。確定了該物質的質譜圖通常來說就可以準確的鑒別該物質為何物并可以確定它的分子結構。顯然，如果是混合物質進入質譜檢測器，所獲得的質譜圖就會是該混合物中所有組分譜圖的總和。