Die Massenspektrometrie identifiziert Moleküle anhand ihrer Masse. Eine Probe wird verdampft, ionisiert und durch ein Magnet- oder elektrisches Feld beschleunigt. Die Ionen trennen sich aufgrund ihres Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses. Ein Detektor erfasst die Häufigkeit jedes Ions. Das Ergebnis ist ein Massenspektrum, eine Darstellung der Intensität in Abhängigkeit vom Masse-zu-Ladungs-Verhältnis. Es ist eine der empfindlichsten und vielseitigsten Analysemethoden.

Das Gerät besteht aus mehreren Komponenten. Die Ionenquelle wandelt Moleküle in Ionen um, häufig durch Elektronenstoß- oder Elektrospray-Ionisation. Der Massenanalysator trennt die Ionen mithilfe von Flugzeit-, Quadrupol- oder Ionenfalle-Technologie. Der Detektor zählt die Ionen. Ein Computer verarbeitet die Daten. Die Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS) fragmentiert die Ionen und analysiert die Fragmente, wodurch Strukturinformationen gewonnen werden.

Die Massenspektrometrie findet Anwendung in Chemie, Biologie, Medizin und Umweltwissenschaften. Sie dient der Identifizierung unbekannter Verbindungen, der Quantifizierung von Arzneimitteln und deren Metaboliten im Blut, dem Nachweis von Schadstoffen im Wasser und der Sequenzierung von Proteinen. Sie wird in der Dopingkontrolle, der Forensik und der Lebensmittelsicherheit eingesetzt. Mit ihr lassen sich Attomol-Mengen einer Substanz nachweisen, was einigen Hunderttausend Molekülen entspricht.

Die Technik erfordert eine sorgfältige Probenvorbereitung und Gerätekalibrierung. Sie ist nicht kostengünstig. Doch hinsichtlich Sensitivität und Spezifität ist sie kaum zu übertreffen. Sie ist das Arbeitspferd der analytischen Chemie.