通常，可使用熱解吸技術，有以下四種類型樣品基質中有可熱解吸的揮發性組分時：
①食品中的揮發性香味和風味化合物組成;
②固體基質中可熱降解的化合物組成，諸如聚合材料中的增塑劑、添加劑、單體等;
③樣品基質中的不想要的組分，諸如商品中殘存的溶劑等;
④有目的地收集樣品基質中揮發性組分，諸如在吸附管上采集空氣中的揮發性有機污染物(VOCs)。
類樣品是食品。分析化學家已經使用熱解吸技術用于食品分析有許多年了，不但可測定天然食品中的香味物質，而且可測定食品中的殘存物和污染物。諸如：在50℃條件下，可收集紅蘋果的香味組分。將蘋果放進一個密閉的可控制溫度的容器中(具有95mm直徑和可進行溫度控制)。然后使用真空泵將容器中空氣抽出并通過一個Tenax捕集阱，其出口流量為25ml/min收集10min。再將捕集阱中熱解吸(275℃保持2min)出來的樣品輸送到色譜中的分離柱[0.53mm(i.d.)]并進行測定(FID)。使用此種采樣方法可以比較食品風味的變化情況，監測與一種食品相關的揮發性有機物的狀況，鑒定食品在整個時間過程中它們可能發生的變化。
第二類是樣品中的添加劑，諸如聚合物產品中的增塑劑、添加劑等。這些樣品經熱解吸的降解產物有助于縱火(arson)案件中殘存瓦礫(debris)分析測定，有助于土壤中污染物的定性測定，有助于聚合物材料的性能分析等等。例如：被污染的20mg土壤樣品直接放在石英管中并快速加熱到400℃使用鉑絲)后，通過GC-MS在線測定，經載氣吹掃通過一個0.25mm(i.d.)的毛細管并直接進入MS可以快速地測定出芘和熒蒽等多環芳烴，無需經過其他任何樣品制備程序。還有，使用上述的裝置可查看聚合物樣品中的增塑劑。將1mg聚氯乙烯塑料加熱到300℃時，可測定出一個非常強的色譜峰——鄰苯二甲酸-2-乙基己酯。
第三類樣品是物質中殘存的揮發性組分測定，如制藥中的殘存溶劑、聚合物中殘存單體和其他的低聚物(oligomers)。例如：10mg硅膠樣品被加熱到275℃并保持30min后，經氦氣吹掃(30ml/min0)出來的組分被收集在Tenax捕集阱中。然后，在300℃條件下熱解吸并反向吹掃捕集阱將解吸產物藥送到大口徑毛細管柱進行GC/FID測定。色譜測定結果表明，至少有15個甲基硅氧烷的低聚物被測定出來。
后一類樣品是使用吸附劑管采集環境大氣樣品中的揮發性有機污染物。環境樣品經采樣管預濃縮后，通過熱解吸并將解吸產物吹掃出來，直接輸送到GC或者在柱上再冷聚焦后進行GC分析。結果表明，在canister采樣器中取出100ml空氣樣品通過Tenax捕集阱，然后熱解吸進入GC/PID。測定的揮發性組分包括2-和3-氯乙烯、甲苯、乙苯、二甲苯等。
