A tömegspektrometria a molekulákat tömegük alapján azonosítja. A mintát elpárologtatják, ionizálják és mágneses vagy elektromos térben gyorsítják. Az ionok a tömeg-töltés arányuk alapján válnak szét. Egy detektor rögzíti az egyes ionok mennyiségét. Az eredmény egy tömegspektrum, amely az intenzitás és a tömeg-töltés arány grafikonja. Ez az egyik legérzékenyebb és legsokoldalúbb analitikai technika.

A műszer több összetevőből áll. Az ionforrás molekulákat ionokká alakít, gyakran elektronütéssel vagy elektrospray ionizációval. A tömeganalizátor elválasztja az ionokat repülési idő, kvadrupól vagy ioncsapda technológia segítségével. A detektor számlálja az ionokat. Egy számítógép dolgozza fel az adatokat. A tandem tömegspektrometria, vagy MS/MS, fragmentálja az ionokat és elemzi a fragmentumokat, szerkezeti információkat szolgáltatva.

A tömegspektrometriát a kémiában, a biológiában, az orvostudományban és a környezettudományban használják. Azonosítja az ismeretlen vegyületeket, mennyiségileg meghatározza a gyógyszereket és metabolitjaikat a vérben, kimutatja a vízben lévő szennyező anyagokat, és szekvenálja a fehérjéket. Doppingellenőrzésben, forenzikában és élelmiszerbiztonságban használják. Képes kimutatni egy anyag attomóljait, ami néhány százezer molekula.

A technika gondos minta-előkészítést és műszerkalibrálást igényel. Nem olcsó. De érzékenység és specificitás tekintetében nehéz felülmúlni. Az analitikai kémia igáslova.