Eine Hauptanwendung für die Thermodesorption ist die Untersuchung von Schadstoffen und organischen Komponenten in Luft und gasförmigen Proben z.B. im Rahmen der Arbeitsplatz-, Prozess- oder Umweltüberwachung.

Das Beispiel zeigt die Bestimmung von Benzol, Toluol und Xylol am Arbeitsplatz, welche aufgrund ihrer Toxizität und ihrer karzinogenen Eigenschaften für den Menschen als besonders gesundheitsschädlich eingestuft werden.

Feststoffe können mit Hilfe der Thermodesorption direkt untersucht werden. Die Probe wird zur Bestimmung der organischen Komponenten einfach in ein geeignetes Proberöhrchen eingefüllt. Eine aufwendige Probenvorbereitung ist nicht erforderlich.

Das Beispiel zeigt eine Anwendung in der pharmazeutischen Industrie. Im Rahmen der Produktionsüberwachung wird die Konzentration von Restlösemitteln in Tabletten direkt mit Hilfe der Thermodesorption bestimmt.

Prüfkammerverfahren dienen zur Messung schädlicher Ausdünstungen z.B. aus Schäumen, Klebern, Bodenbelägen, Kunststoff- oder Formteilen. Unter definierten Bedingungen werden aus der Kammer Luftproben entnommen und mittels Thermodesorption untersucht.

Das Beispiel zeigt die Bestimmung von freigesetzten Weichmachern aus Kunststoffteilen in einer Prüfkammer.
Auf ähnliche Weise funktionieren Strippverfahren für wässrige Proben. Mit einem Trägergas werden die organischen Komponenten ausgestrippt und zur Analyse auf einem Adsorbens angereichert.