do analizy źródła pochodzenia narkotyków na podstawie składu zawartych w nich zanieczyszczeń; kontroli antydopingowej – gdzie GC-MS jest podstawową metodą wykrywania niedozwolonych substancji w krwi, pocie, moczu i ekstrakcie z włosów sportowców; w przemyśle spożywczym – do badania składu surowców i produktów żywnościowych oraz do wykrywania zafałszowań żywności.

Zaletą chromatografii gazowej jest możliwość użycia bardzo niewielkiej objętości analizowanej substancji – od 0,01 µl do maksymalnie 100 µl.

Oprócz zastosowań typowo analitycznych (takich jak analiza mieszanin związków dających się odparować), chromatografię gazową można stosować także do badań fizykochemicznych powierzchni ciał stałych. W takich zastosowaniach technikę tę można spotkać pod nazwą odwróconej (inwersyjnej) chromatografii gazowej