Los constituyentes básicos de un sistema cromatográfico son:

- Depósito del Gas de Arrastre. El gas de arrastre está contenido en cilindros sobre presión. Así, la elección del gas de arrastre es independiente de la muestra a ser separada. El parámetro más importante es su compatibilidad con el detector (algunos detectores trabajan mejor cuando se utilizan determinados gases). Los gases más usados so H₂, He e N₂ y el flujo del gas de arrastre, que debe ser controlada, es constante durante el análisis.

- Sistema de Introducción de la muestra. En la CG, la sección del cromatógrafo gaseoso donde es hecha la introducción de la muestra es el inyector (o vaporizador). En la versión más simple, se trata de una pieza de metal conectada a la columna cromatográfica y a la alimentación del gas de arrastre. Esta pieza contiene un orificio con un septo, generalmente de caucho de silicona, por la cual las muestras líquidas o gaseosas pueden ser inyectadas con microjeringas hipodérmicas. Las muestras sólidas pueden disolverse en un solvente apropiado. El inyector debe calentarse a una temperatura mayor del punto de ebullición de los componentes de la muestra, para que la muestra se volatilize completa e instantaneamente y sea introducida en la columna. Si la temperatura fuera excesivamente elevada, puede ocurrir la descomposición de la muestra. La muestra debe entrar en la columna en la forma de un segmento estrecho, para evitar alargamiento de los picos.

La cantidad de muestra inyectada depende de la columna y del detector empleado. Para columnas empaquetadas, volúmenes de 0,1 µl a 3,0 µl de muestra líquida son típicos. Los volúmenes altos perjudican la calidad de la inyección (alargamiento de los picos) o saturan la columna cromatográfica. Para la cromatografia gaseosa de alta resolución (CGAR), los volúmenes de inyección deben ser del orden de nanolitros. Sin embargo, no existe un medio simple de medirse semejante volumen pequeño con la precisión necesaria. Así, los inyectores para CGAR son dotados de un "divisor de muestra", de modo que apenas una fracción del volumen injectado (típicamente entre 1/10 e 1/300) llega a la columna, siendo descartado lo restante.

- Columna Cromatográfica y Control de la temperatura de la columna. Después de inyectada y vaporizada, la muestra ingresa en la columna cromatográfica, donde es efectuada la separación. En la CG la "afinidad" de un soluto por la FM es determinada por la volatilidad del soluto, su presión de vapor, que es función de la estructura del compuesto y de la temperatura. Modificandose la temperatura, se altera también la presión de vapor y, por consiguiente, la "afinidad" de una sustancia por la FM.

Si la temperatura de la columna fuera excesivamente baja, todos los constituyentes de la muestra tendrán presiones de vapor muy bajas y permaneran casi todo el tiempo disolvidos en la FE, haciendo con que su migración por la columna sea muy lenta. El resultado puede ser un tiempo excesivo de análisis y picos muy anchos y bajos (cuanto más tiempo la sustancia pasa en la columna, más esta se dispersa). Eventualmente, el compuesto no puede ni salir de la columna. Por otro lado, una temperatura muy elevada también implica presiones de vapor muy grandes y los compuestos apenas pasan algun tiempo disuelto en la FE, salindo muy rápidamente de la columna sin ser separados. Así, la temperatura de la columna es una condición que debe ser ajustada para obterse una determinada separación. Además de las consideraciones sobre la separación, la temperatura usada debe ser compatible con la FE empleada, pues las FE líquidas se volatilizan o se degradan con temperaturas excesivas. La temperatura de la columna debe controlarse estrictamente, para asegurar la reproductibilidad de los análisis.

En el caso de muestras que contienen constituyentes con presiones de vapor muy diferentes, si la temperatura se ajusta para la separación apropiada de los compuestos menos volátiles (temperaturas altas), los volátiles serán retenidos muy poco y no serán separados. Por otro lado, si se hace el ajuste para separar los volátiles (temperaturas bajas), los constituyentes pesados se presentarán sobre la forma de picos excesivamente anchos y bajos o serán retenidos en la columna. Este problema puede contornarse usando la programación lineal de temperatura (PLT), a través del cual la temperatura de la columna va aumentándose gradualmente durante el análisis. La PLT permite separaciones de muestras muy complejas (petróleo, aceites esenciales, etc.), no analisables con temperatura constante de la columna (CG Isotérmica).

- Detector. El último bloque de un CG es el detector, que será discutido detalladamente más adelante.