頂空技術的使用，可以免除冗長煩瑣的樣品前處理過程，避免有機溶劑帶入的雜質對分析造成干擾，減少對色譜柱及進樣口的污染；頂空色譜技術以其簡單實用的優(yōu)點在環(huán)境檢測（如飲用水中揮發(fā)性鹵代烴和工業(yè)污水中揮發(fā)性有機物）、藥物中有機殘留溶劑檢測、食品、法庭科學、石油化工、包裝材料、涂料及釀酒業(yè)分析等領域得到廣泛的應用。

例如對香蕉、薄荷油、烤咖啡、白蘭地酒、威士忌酒等的揮發(fā)性組分的頂空氣相色譜分析，即使沒有作精密的定性定量分析，從色譜圖上也能了解其氣味或味道的真實的情況。另外，可與電子鼻、電子舌等感官儀器聯用，對食品、化妝品、藥品等的檢測分析有很好的輔助效果。

頂空氣相色譜法也可用于測定固體高聚物和高聚物分散系。此技術檢測殘留單體比用常規(guī)的把高聚物溶解后再度沉淀的方法要靈敏得多。頂空氣相色譜法也是測試高聚物化學穩(wěn)定性的一種快速而又簡便的方法。取容器中的氣體進行氣相色譜分析，則可了解在各種溫度下容器材料的抗水蒸汽、抗HCl氣等的性能。