在色譜柱中不能移動而能起分離作用的物質稱為固定相。不同固定相對待測物有不同的保留能力，保留能力的差異成為了分離的基礎。因此可以說，色譜固定相的選擇對樣品的分離起著重要作用，有時甚至是決定性的作用。
色譜固定相一般可分為兩類，一類是具有吸附性的多孔固體物質，也稱為吸附劑，或是氣固色譜固定相。通常是具有一定活性的固體吸附劑細小顆粒，常見的有：活性炭，三氧化二鋁，硅膠，分子篩，高分子多孔微球（GDX系列）等。
活性炭：有較大的比表面積，吸附性較強。
活性氧化鋁：有較大的極性。適用于常溫下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等氣體的相互分離。
硅膠：與活性氧化鋁大致相同的分離性能，除能分析上述物質外，還能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能夠分離臭氧。
分子篩：堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽(沸石)，多孔性。如3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、10X分子篩及13X分子篩等。常用5A分子篩和13X分子篩(常溫下分離O2與N2)。除了廣泛用于H2, O2, N2, CH4, CO等的分離外，還能夠測定He, Ne, Ar, NO, N2O等。
高分子多孔微球（GDX系列）：新型的有機合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚）。適用于水、氣體及低級醇的分析。
另一類是氣液色譜固定相，它是以一種惰性固體微粒作支持劑（稱其為擔體或載體），在其表面涂敷上一高沸點的物質（其在色譜分離操作溫度下呈液態，稱其為固定液）而構成。
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