对于宽沸程的多组分混合物，分析过程中按一定速度提高柱温。程序开始时，柱温较低、低沸点的组分得到分离，中等沸点的组分移动很慢，高沸点的组分还停留于柱进口附近，随着温度上升，组分由低沸点到高沸点依次分离出来，从而改善分离，缩短时间，峰形理想。一般样品沸点范围（即样品中组分的最低沸点与组分的最高沸点之差）大于80～100℃就需用程序升温进行色谱分析。
气相色谱仪的程序升温方式分线性程序升温和非线性程序升温。
一、线性程序升温：线性程序升温是指柱温随时间成线性增加。二、非线性程序升温：
1、线性升温-恒温：适用于样品中低沸点的组分之间的容量因子相差较大，而高沸点的组分之间的容量因子相差较小的组分分析。
2、恒温-线性升温：适用于样品中低沸点的组分之间的容量因子相差较小，而高沸点的组分之间的容量因子相差较大的组分分析。
3、恒温-线性升温-恒温：适用于样品中低沸点的组分与高沸点组分的容量因子相差很大，而低沸点组分之间的容量因子相差较小，高沸点的组分之间的容量因子相差也较小的组分分析。
4、多阶程序升温：适用于样品组分很多，且沸点范围较宽的组分分析。
气相色谱仪程序升温具有以下几个优点：
1、可使低沸点组分与高沸点组分同时得到有效的检测。
2、改善色谱峰形，提高检测灵敏度。
3、缩短分析时间。
4、较快地除去柱中杂质，便于下一个样品的分析。
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