從固體吸附劑上將欲測組分解吸下來的方式有熱解吸和液體解吸兩種。目前，大都采用熱解吸方式。為了使吸附的樣品全部進入氣相色譜，通常采用二次冷聚焦技術，使用不分流和注入口程序升溫技術可以有力地改善GC 測定的靈敏度和分辨率。但是，活性炭吸附都采用溶劑解吸技術，活性炭吸附能力極強，需要較高的熱解吸溫度，這樣就會產生樣品的降解使分析測定誤差增大。液體解吸大都采用低沸點溶劑萃取，例如：二硫化碳、二氯甲烷、戊烷、苯等。溶劑解吸與熱解吸相比、溶劑萃取允許更長的吸附床，更高的流速和更大的采樣體積，可以選擇合適的測定技術分析所得的濃縮樣品，取得比較準確的測定結果。然而，痕量分析要求溶劑萃取的樣品體積越小越好，所以，常常需要蒸發出部分的溶劑以進一步地濃縮樣品。由此，蒸發濃縮過程可能會引起一些問題，諸如：濃縮樣品時會被玻璃器皿或者其他溶劑玷污，可能會蒸發掉樣品中某些揮發性組分，此外，樣品中溶劑會在GC分析中掩蓋或干擾其他組分。
從吸附理論可知，溫度越低，吸附劑與被吸附物之間的吸附力越強；隨著溫度的升高，吸附劑與被吸附物之間的吸附力越弱。因此，加熱可以使吸附在吸附劑上的欲測組分解吸下來，加熱的溫度，即熱解吸溫度，與欲測組分的沸點、熱穩定性和吸附劑的熱穩定性有關。熱解吸溫度低可能會使樣品中組分解吸不完全，回收率低，管中殘存量大；熱解吸溫度太高可能會使某些組分對熱的不穩定性而引起回收率低。此外，某些吸附劑對某些物質具有催化活性，致使它們的回收率降低。有報道，在熱解吸過程Carbot(石墨化炭黑）和Tenax GR對α - 蒎烯和醛類化合物具有催化反應作用。
熱解吸的過程受升溫速率和最終溫度的影響，所以，熱解吸時要求嚴格控制升溫速率和最終溫度。升溫速率越快，最終溫度越高，解吸速度就越快，進入色譜柱的初始樣品譜帶就越窄。最終溫度取決于欲測組分和吸附劑的熱穩定性，一般在300℃以下，因為大多數高分子吸附劑在300℃時就開始分解了。
熱解吸過程中載氣的流速也對熱解吸有影響，一般是載氣的流速越快，越有利于熱解吸。