頂空分析（ Headspace analysis） 的想法源自于分析固體或液體頂部蒸氣相中的有機揮發性物質，可以直接得到樣品所釋放出的氣體的化學組成。氣相色譜儀適用于分析揮發性和半揮發性的化合物，所以頂空分析不但可以作為獨立的一種樣品處理技術，也是一種非常適合與氣相色譜進行聯用的分析方法。
頂空分析專一性收集樣品中易揮發的成分，與液-液萃取和固相萃取方法相比這樣既可以避免在除去溶劑時引起揮發性物質的損失，又降低了共提取物所引起的噪音，這使得頂空分析方法相對于溶劑提取方法對樣品中微量的有機揮發性物質分析具有更高的靈敏度和更快的分析速度。
現代頂空分析法已經形成了一個相對較為完善的分析體系，主要可分為三類： 1. 靜態頂空分析（ Static headspace analysis）；2. 動態頂空分析或者叫吹掃捕集（dynamic headspace analysis or purge andtrap analysis）；3. 頂空-固相微萃取（ Headspacesolid-phase micro-extraction analysis）。
頂空氣體直接進樣系統配有氣密性的氣體取樣針，一般在氣體取樣針的外部套有溫度控制裝置。這種靜態頂空分析法模式具有適用性廣和易于清洗的特點，適合于香精香料和煙草等揮發性含量較大的樣品。加熱條件下頂空氣的壓力太大時，會在注射器拔出頂空瓶的瞬間造成揮發性成分的損失，因此在定量分析上存在一定的不足。為了減少揮發性物質在注射器中的冷凝，應該將注射器加熱到合適的溫度，并且在每次進樣前用氣體清洗進樣器，以便盡可能地消除系統的記憶效應。
靜態頂空分析法的主要缺點是有時必須進行大體積的氣體進樣，這樣揮發性物質的色譜峰的初始展寬較大會影響色譜的分離效能。如果樣品中待分析組分的含量不是很低時，較少的氣體進樣量就可以滿足分析的需要時，靜態法仍是一種非常簡便而有效的分析方法。
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