Термодесорбція є ще одним, простим у виконанні, надійним і відтвореним методом підготовки проб для ГХ / МС-аналізу летких сполук, що забезпечує дуже низькі межі виявлення. Аналітами можуть бути сполуки в широкому діапазоні молекулярних мас і летючості - від ацетилену і фреонів - до фталатів, бенз(а)пірену і лінійних насичених вуглеводнів аж до С40. Об'єктом аналізу методу термодесорбції є повітря, а також такі матеріали, як полімери, фарби, лікарські препарати, зразки текстилю та деякі харчові продукти.

Призначення аналізу визначається набором сполук, що підлягають аналізу, а також місцем та умовами відбору проб. Проби повітря можуть відбиратися біля автостради з інтенсивним рухом протягом певного періоду часу; всередині житлових приміщень, в салонах автомобілів; в місцях, де є підозра на наявність у повітрі отруйних речовин; при дослідженні запаху харчових продуктів або матеріалів, використовуваних в побуті.

Проби повітря можуть відбиратися в спеціальні пластикові мішки або в вакуумовані каністри особливої конструкції. Після чого сполуки, що містяться в повітрі у вигляді домішок, концентруються на сорбентах, поміщених в трубки (сорбційні трубки або сорбційні патрони) або нанесених на будь-які поверхні, з яких їх легко десорбувати нагріванням, сфокусувати у вигляді вузьких зон і перенести в газовий хроматограф для подальшого аналізу.

Метод термодесорбції володіє рядом переваг в порівнянні з екстракцією розчинниками (solvent extraction - SE). Виграш за межею виявлення може становити 1000 разів, а коефіцієнт вилучення наближатися до 100% проти 30-80%, характерних для SE.

Трубки з сорбентами можуть застосовуватися багаторазово, при цьому немає необхідності роботи з токсичними розчинниками, які також можуть служити джерелами додаткових домішок.
Концентрування летучих з'єднань з повітря може бути здійснено безпосередньо на місці відбору проб шляхом його аспірації (прокачування) через патрони з різними сорбентами. Матеріали, що підлягають аналізу, самі можуть піддаватися термодесорбції, з подальшим збором і аналізом.

До переваг методу відноситься можливість його автоматизації. Існує безліч міжнародних стандартів з аналізу повітря і повітря робочої зони, в основі яких лежить метод термодесорбції, основними з них є EN ISO 16017, ISO 16000-6, EN 14662 (14), ASTM D6196, US EPA TO-15 (каністри) TO -17 (сорбційні патрони), NIOSH 2549, керівництво Британського Агенства з охорони навколишнього середовища щодо складу і кількості газів, що виділяються зі звалищ (LFGH 04), а також керівництва Американського Агенства з охорони навколишнього середовища щодо сполук, що сприяють утворенню приземного озону.