用高速電子束的撞擊等不同方式使試樣分子成為氣態帶正電離子，其中有分子離子M⁺和各種分子碎片陽離子。在高壓電場（電壓為V）加速下，質量m的帶正電粒子在磁感應強度為B的磁場中作垂直於磁場方向的圓周運動，其運動半徑r與粒子的質荷比（m／e）有如下關係：

顯(xian)然(ran)質(zhi)荷(he)比(bi)大(da)小(xiao)不(bu)同(tong)的(de)正(zheng)離(li)子(zi)將(jiang)按(an)不(bu)同(tong)的(de)曲(qu)率(lv)半(ban)徑(jing)依(yi)次(ci)分(fen)散(san)成(cheng)不(bu)同(tong)離(li)子(zi)束(shu)。當(dang)連(lian)續(xu)改(gai)變(bian)加(jia)速(su)板(ban)極(ji)電(dian)壓(ya)或(huo)磁(ci)場(chang)時(shi)
，就(jiu)可(ke)將(jiang)不(bu)同(tong)質(zhi)量(liang)的(de)粒(li)子(zi)依(yi)次(ci)聚(ju)焦(jiao)在(zai)出(chu)射(she)狹(xia)縫(feng)上(shang)，通(tong)過(guo)出(chu)射(she)狹(xia)縫(feng)的(de)離(li)子(zi)流(liu)碰(peng)撞(zhuang)在(zai)收(shou)集(ji)極(ji)上(shang)，然(ran)後(hou)被(bei)轉(zhuan)化(hua)為(wei)光(guang)電(dian)信(xin)號(hao)記(ji)錄(lu)成(cheng)質(zhi)譜(pu)圖(tu)。根(gen)據(ju)質(zhi)譜(pu)圖(tu)的(de)位(wei)置(zhi)可(ke)進(jin)行(xing)定(ding)性(xing)和(he)結(jie)構(gou)分(fen)析(xi)
，而(er)根(gen)據(ju)峰(feng)的(de)強(qiang)度(du)可(ke)進(jin)行(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)。

質譜分析法的特點與應用範圍是：

（1）主要用以確定分子量。廣泛用於有機物的分析，也可作為結構分析之用，因此是很好的定性分析的工具。

（2）靈敏度高。目前用於有機物分析的質譜儀的靈敏度可達到100pg數量級。

（3）操作簡單，分析時間短，準確度高。

（4）與色譜儀聯用，對混合物試樣可以同時進行分離和鑒定

，從而可快速獲取有關信息。