La GC-MS combine la chromatographie en phase gazeuse (séparation) et la spectrométrie de masse (identification). C'est la technique de référence pour l'analyse des terpènes, pesticides et solvants résiduels dans les produits CBD.
L'échantillon est vaporisé et porté par un gaz inerte à travers une colonne. Chaque composé est séparé puis fragmenté et identifié par son spectre de masse. La GC-MS provoque la décarboxylation des cannabinoïdes acides, elle est donc moins adaptée pour le profil cannabinoïde que l'HPLC.