变压器油色谱分析仪在工作时需通一种载气（常用h2、he、n2、ar气，作为流动相），载气自气瓶（或气体发生器）通过减压器流出，经过气体净化处理后，从仪器背后的载气入口接头进入仪器，先后经过稳压阀、三通接头、针阀、压力表、以稳定的流速进入汽化室（进样器系统）。气相色谱分析技术是一种多组分混合物的分离、分析技术。变压器油色谱分析仪主要利用样品中各组份的沸点、极性及吸附系数在色谱柱中的差异，使各组份在色谱柱中得到分离，并对分离的各组分进行定性、定量分析。
液体试样用微量进样器注入汽化室后汽化成气体样品，随载气进入色谱柱。填充色谱柱中的填充物或毛细柱内壁涂有的高分子有机化合物即为固定相，变压器油色谱分析仪被分析的混合物各组份就在两相中进行反复多次的分配或根据填充吸附剂对各组份的吸附能力的差别进行分离。
被分离开来的各组分以次流入检测器，其浓度被转换为响应的电信号直接或经电子学处理后，通过二次讯号记录仪表或色谱数据处理机记录下来，变压器油色谱分析仪从而可以对混合物中各组份进行定性定量分析。在使用氢火焰离子化检测器时，除通过载气外，还须通入燃气（h2）和助燃气（air）。
变压器油色谱分析仪可对气体、液体、固体样品不同的要求，配备不同的进样装置：平面六通定体积气体进样阀、微量进样器。