質量分析法は、分子を質量に基づいて同定する手法です。試料を気化、イオン化し、磁場または電場を通して加速します。イオンは質量電荷比に基づいて分離されます。検出器は各イオンの存在量を記録し、その結果として質量スペクトル、すなわち強度と質量電荷比の関係を示すグラフが得られます。質量分析法は、利用可能な分析手法の中でも最も高感度かつ汎用性の高い手法の一つです。

この装置は複数の構成要素から成ります。イオン源は、電子衝撃イオン化またはエレクトロスプレーイオン化によって分子をイオンに変換します。質量分析計は、飛行時間型、四重極型、またはイオントラップ型といった技術を用いてイオンを分離します。検出器はイオンの数を計測します。コンピュータがデータを処理します。タンデム質量分析法（MS/MS）は、イオンを断片化し、その断片を分析することで構造情報を提供します。

質量分析法は、化学、生物学、医学、環境科学などの分野で用いられています。未知の化合物の同定、血液中の薬物や代謝物の定量、水中の汚染物質の検出、タンパク質の配列決定などに利用されています。また、ドーピング検査、法医学、食品安全などの分野でも活用されています。質量分析法は、数百万個の分子からなるアトモル単位の物質を検出することが可能です。

この手法は、綿密な試料調製と機器の校正を必要とする。費用も安くはない。しかし、感度と特異性においては、これに勝るものはない。分析化学における主力手法と言えるだろう。