1952年馬丁和詹姆斯提出用氣體作為流動相進行色譜分離的想法，他們用硅藻土吸附的硅酮油作為固定相，用氮氣作為流動相分離了若干種小分子量揮發性有機酸。
氣相色譜的出現使色譜技術從最初的定性分離手段進一步演化為具有分離功能的定量測定手段，并且極大的刺激了色譜技術和理論的發展。相比于早期的液相色譜，以氣體為流動相的色譜對設備的要求更高，這促進了色譜技術的機械化、標準化和自動化；氣相色譜需要特殊和更靈敏的檢測裝置，這促進了檢測器的開發；而氣相色譜的標準化又使得色譜學理論得以形成色譜學理論中有著重要地位的塔板理論和Van Deemter方程，以及保留時間、保留指數、峰寬等概念都是在研究氣相色譜行為的過程中形成的。