Chromatografia oddziela składniki mieszaniny na podstawie ich powinowactwa do fazy stacjonarnej lub ruchomej. Każdy związek opuszcza system z różną szybkością. Im szybciej związek jest przepłukiwany, tym mniejsze jest jego powinowactwo do fazy stacjonarnej.
W analizie chromatograficznej stosuje się dwie fazy do określenia zachowania się związków, które tworzą mieszaninę. Ponieważ faza stacjonarna pozostaje nieruchoma, faza ruchoma przenosi próbkę, którą należy poddać analizie. Związek, który ma wysokie powinowactwo do fazy stacjonarnej, potrzebuje więcej czasu, aby opuścić układ, podczas gdy związek o wysokim powinowactwie do fazy ruchomej przepłukuje się bardzo szybko. Czasami instrumenty analityczne są połączone z chromatografią, aby zapewnić dokładne, bardzo szczegółowe wyniki.
Istnieje kilka metod chromatograficznych, które są stosowane do identyfikacji i rozdzielania związków, w tym chromatografii gazowej, wysokosprawnej chromatografii cieczowej, chromatografii cienkowarstwowej i chromatografii cieczowej. Chromatografia gazowa jest odpowiednia do analizy związków organicznych i wykorzystuje gazową fazę ruchomą oraz fazę stacjonarną w stanie ciekłym lub stałym. Wysokosprawna chromatografia cieczowa jest wysoce wydajną metodą, ponieważ wykorzystuje pompy wysokociśnieniowe w celu usprawnienia procesu separacji. Jony metali i związki organiczne są rozdzielane za pomocą chromatografii cieczowej, metody wykorzystującej rozpuszczalnik jako fazę ruchomą.
Chromatografia służy do analizy małych próbek złożonych mieszanin, takich jak leki, pestycydy lub żywność.