全二维气相色谱（Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography, 简称GC×GC）是上世纪九十年代在传统的一维气相色谱基础上发展起来的一种新的色谱分析技术。其主要原理是把分离机理不同而又互相独立的两支色谱柱以串联方式连接，中间装有一个调制器（Modulator）, 经第一根柱子分离后的所有馏出物在调制器内进行浓缩聚集后以周期性的脉冲形式释放到第二根柱子里进行继续分离，最后进入色谱检测器。这样在第一维没有完全分开的组分（共馏出物）在第二维进行进一步分离，达到了正交分离的效果。

全二维气相色谱（Comprehensive two-dimensional gas chromatography， 又简称为GCxGC）是美国南伊利诺伊斯大学John Phillips教授和他当时的学生Zaiyou Liu博士于上世纪九十年代初发明的[1]。这项发明后来被誉为毛细色谱柱之后最具革命性的创新[2]，受到学术界和工业界的高度重视。历史悠久的国际毛细柱色谱学术会（International Symposium on Capillary Chromatography）后来将全二维气相色谱单列出来，作为唯一共同举办的分会议，迄今（到2015年）已有12届。

全二维气相色谱主要解决的是传统一维气相色谱在分离复杂样品时峰容量严重不足的问题。最新理论和实验证明，在相同的分析时间和检测限的条件下，全二维的峰容量可以达到传统一维色谱的10倍；而一维色谱要获得同样的峰容量，理论上需要用到比目前长100倍的分离柱，高10倍的柱头压，和1000倍的分析时间[3]。

全二维实现超高峰容量的途径，是通过在传统一维气相色谱的基础上，将每一小段一维柱分离出来的产物，相互独立地送到一根性质不同的二维柱上进行再分离，该过程称为调制。这里，相互独立的意思是指，前一小段物质再分离结束之前，后一小段物质不能进入二维柱。相互独立使得这两根不同性质的柱子产生的分离形成某种意义上的正交，其结果就是系统总的峰容量是两根柱子实际峰容量的乘积，而不是简单相加。这是全二维和其它多柱色谱系统，例如简单串联或中心切割二维色谱的本质差别。

可以看到，全二维气相色谱不仅是色谱领域本身的创新，还推动了调制器、检测器等硬件领域，以及数据可视化和化学信息学等多个领域的发展。目前全二维气相色谱已被用于以下多个行业和市场，成为这些应用领域里新兴而强有力的分析方法：

Ø 石油化工（油品分析，工艺检测，溢油分析）

Ø 环境检测（挥发性有机物，PM2.5溯源，持久性有机物）

Ø 食品药品（非法添加，农药残留，特色鉴定）

Ø 香精香料（有效成分，添加物、残留物分析）

Ø 生物医疗（代谢组学，呼气检测）