Η χρωματογραφία διαχωρίζει τα μείγματα. Βασίζεται στις διαφορές στον τρόπο κατανομής των συστατικών μεταξύ μιας στατικής φάσης και μιας κινητής φάσης. Η στατική φάση είναι ένα στερεό ή ένα υγρό επικαλυμμένο με ένα στερεό. Η κινητή φάση είναι ένα υγρό ή αέριο που μεταφέρει το μείγμα μέσω της στατικής φάσης. Τα συστατικά που αλληλεπιδρούν πιο έντονα με τη στατική φάση κινούνται αργά. Τα συστατικά που αλληλεπιδρούν περισσότερο με την κινητή φάση κινούνται γρήγορα. Το αποτέλεσμα είναι ο διαχωρισμός.

Η τεχνική αυτή έχει πολλές μορφές. Η χρωματογραφία χάρτου χρησιμοποιεί χαρτί ως στατική φάση. Η χρωματογραφία λεπτής στιβάδας χρησιμοποιεί ένα λεπτό στρώμα πυριτίας ή αλουμίνας σε μια πλάκα. Η αέρια χρωματογραφία χρησιμοποιεί ένα αέριο ως κινητή φάση και ένα υγρό ή στερεό ως στατική φάση. Η υγρή χρωματογραφία χρησιμοποιεί μια υγρή κινητή φάση και μια στερεά στατική φάση. Η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης χρησιμοποιεί υψηλή πίεση και μικρά σωματίδια για καλύτερη ανάλυση. Κάθε μορφή έχει τις εφαρμογές της.

Η χρωματογραφία χρησιμοποιείται στη χημεία, τη βιολογία, την ιατρική και τη βιομηχανία. Καθαρίζει φάρμακα, διαχωρίζει πρωτεΐνες, αναλύει ρύπους, ελέγχει αθλητές για ντόπινγκ και ταυτοποιεί ουσίες σε εγκληματολογικά δείγματα. Είναι μια από τις πιο ευέλικτες τεχνικές διαχωρισμού που διατίθενται.

Η αρχή αυτή αναπτύχθηκε από τον Μιχαήλ Τσβετ το 1901, όταν διαχώρισε φυτικές χρωστικές σε μια στήλη ανθρακικού ασβεστίου. Οι χρωστικές διαχωρίστηκαν σε χρωματιστές λωρίδες, δίνοντας στην τεχνική το όνομά της: χρώμα σημαίνει χρώμα, γραφεΐνη σημαίνει γράφω.