早在四五十年代，色谱分析即进入了我国的石油地质研究，那时主要是分析天然气成分，用的是手工操作的体积色谱玻璃仪器。随着色谱仪器的发展，直到70年代以后，热导池和氢火焰离子化检测器的气相色谱仪器才逐渐广泛的应用于油气勘探、开发地质工作中。目前，色谱分析已深入到石油地质的许多领域。石油地质家还接受了色谱这一概念，认为油气在地下的运移规律，可能受地层的色谱层析作用所控制，并用以解释地下油气性质的分布和在油田开发试验区内检验注水推油的效果。在石油地质研究中，色谱类仪器已经成为三大类谱仪（色谱、光谱、质谱)中应用蕞为广泛，效果蕞为突出的一类仪器。
油气资源评价是通过岩石的氯仿抽提物，以液固色谱方法先定量分析其烃类族组成（饱和烃、芳香烃、非烃及沥青质），再以气相色谱法定性和定量分析饱和烃及芳香烃，研究生油母质性质类型、转化成烃类的成熟度并判断该岩石的有利于生油的环境。
气相色谱仪分析岩石抽提物及原油、天然气的饱和烃成分，分为气烃（C1~C4）、轻烃（C2~C8）、烷烃（C11~C40 的正和异构直链烷烃）三个分析系列。分析芳烃主要是轻芳烃萘、菲系列。由于分析气烃也包含无机成分（CO2、H2S 等），因而用填充色谱柱较多，检测器也多用热导池。不过，随着科技水平提高发展，如今分析轻烃和烷烃一般用交联、键合的非极性弹性石英毛细柱（如OV-1、SE -30、SE-54 等），长20m~30m，检测器是采用气相色谱仪FID（氢火焰离子化检测器），程序升温。
气相色谱分析结果提供了沉积盆地油气勘探和资源评价的很多重要信息。岩石氯仿抽提物的直链烷烃色谱图，从峰形、主峰碳数、奇数碳峰面积/偶数碳峰面积、以及C40 葫罗卜烷等指标都能说明生油母质的性质和类型。同时也能说明在该岩样埋深（地温）处，生油、气母质成熟的情况；例如C 21 碳数前的峰面积和与C 22 碳数后的峰面积和的比值就随埋深增大而增大、主峰碳数也向前移。含姥鲛烷高（异C 19 烷）说明岩石形成于氧化-弱还原环境，而植烷（异C 20 烷）则常富集于还原的咸水环境。据芳烃色谱峰计算的甲基菲指数亦是表明成熟度的参数。所以，在油气资源评价中，气相色谱分析直接提供了岩石有机质的评价参数，是必不可少的常规分析试验数据。根据不溶有机物（干酪根）的有机元素色谱分析（H/C 、O/C），可以确定干酪根类型，评价生油母质优劣。
天然气勘探和资源评价，气相色谱是更为重要的工具。气烃的甲烷和C 2以上的重烃比例，可以判断是气田气（干气）还是油田伴生气。配合甲烷的碳同位素分析还能区分是否煤成气。对于气烃的气相色谱分析，要求O 2、N 2、C O 2、H 2S 等无机成分和C 1~C 6 烃同时馏出，因此在气路流程上，国内外的研究者下了不少功夫。多阀切换、多柱串并联、多次进样显然不是好的流程模式，但为目前大多用户采用。可以实现一针进样、用四根柱子、阀路切换，分析O 2、N 2、C O 2、C 1~C +6 等11个成分。
国内分析天然气的仪器，早期以四川石油管理局地质院试验室和川仪厂合作研制的五根柱子串并联、多阀切换、分析He 、Ar 、H 2S 、CO 2、O 2、N 2、C 1~C +6 等多种成分的专用的工业色谱仪为代表。近几年，随着科技发展和材料水平提高，基于沉积盆地油气勘探和资源评价的实际应用分析，润扬仪器推出一次十通阀自动进样、双柱串联、程序升温的GC-2020A型气相色谱仪，可快速分析天然气中上述11个成分，在长庆油田勘探、大庆油田、胜利油田、新疆塔里木油田及油气勘探设计院均有应用，反应效果良好。
