顶空气相色谱法（HS-GC）是在气相色谱仪进样口前面增加一个顶空进样装置的一种色谱方法，常解释为将顶空装置与气相色谱仪联用的仪器。它利用被测样品（气-液和气-固）加热平衡后，取其挥发气体部分进入气相色谱仪。它于分析易挥发的成分，如对甲醇、乙醇等许多易挥发的溶剂类，不同季节的花香气、香水类，带有易挥发成分类，气味的蔬菜和调味品类等均可用它进行定量分析。
顶空气相色谱与质谱联用法（HS-GC-MS）用于对未知的挥发成分进行定性分析的方法。
顶空气相色谱法常用于酒后开车司机或行人发生交通事故后对其血液中酒精进行定性定量确证分析、投入市场前其残留溶剂的标准分析、刑事案件中气体和挥发性物的认定分析等，另外许多行业需要控制产品质量或开发新产品等均会用到这种仪器。
这种分析方法可减少水份、高沸点物或非挥发性物质对分析柱造成过载和污染问题。而且操作简单、分析结果与气相色谱一样准确。
