二维液相色谱仪是将分离机理不同而又相互独立的两根色普柱串连起来构成的分离系统。样品经过第一根色谱柱时，通过浓缩，搜集及后续的检测器进行初步分离，然后切换到二根色谱柱中进行二步分离。二维分离采用两种不同的分离机理分离样品，即利用样品的两种不同特性把复杂混合物分离成单一组分，这些特性包括分子尺寸、等电性、亲水性、疏水性、电荷、特殊分子内作用（亲和）等，在一维系统中不能*分离的组分可能在二维系统中得到更好的分离。
大多使用两支或多支色谱柱，并通过柱结合技术实现样品的柱间切换。柱切换通常可分为部分和整体切换两种模式。按切割组分是否直接进人二维中，二维分离又可分为离线和在线两种方式。早期的中心切割技术，大都先在容器中收集一维洗脱产物，再进样到二维中。随着现代仪器的发展和适应自动化分离的需要，目前二维色谱大多采用在线方式，使一维洗脱产物(部分或全部)直接进入到第二维柱系统中进行分离分析。
部分模式即采用中心切割技术，只使一维分离的部分感兴趣的组分进入二维中进一步分析。为了将样品有效地转移到下一维柱系统中，须先在一维分离模式中用标准物进行实验，根据得到的分离信息设计切换程序。部分模式不能得到样品所有组分的信息，此外，还有操作繁琐、样品易损失与污染及可能降低分辨率等缺点。
整体模式即全多维液相色谱模式。基于Giddings的理论，一般认为全多维分离应满足3个条件：
(1)样品的每一部分都受到不同模式的分离；
(2)所有样品组分以相等的比例转移到二维及检测器中；
(3)在一维中已得到的分辨率基本上维持不变。“基本”指通过测量全二维中一维轴上的某个特殊峰所对应的第一维的分辩率与一维情况相比减少不超过10％。
