Spektrometria mas identyfikuje cząsteczki na podstawie ich masy. Próbka jest odparowywana, jonizowana i przyspieszana w polu magnetycznym lub elektrycznym. Jony rozdzielają się na podstawie stosunku masy do ładunku. Detektor rejestruje liczebność każdego jonu. Rezultatem jest widmo masowe, czyli wykres natężenia w funkcji stosunku masy do ładunku. Jest to jedna z najczulszych i najbardziej wszechstronnych dostępnych technik analitycznych.

Instrument składa się z kilku elementów. Źródło jonów przekształca cząsteczki w jony, często poprzez jonizację z wykorzystaniem zderzeń elektronów lub elektrorozpylania. Analizator mas rozdziela jony, wykorzystując technologię czasu przelotu, kwadrupola lub pułapki jonowej. Detektor zlicza jony. Komputer przetwarza dane. Tandemowa spektrometria mas, czyli MS/MS, fragmentuje jony i analizuje fragmenty, dostarczając informacji o ich strukturze.

Spektrometria mas jest wykorzystywana w chemii, biologii, medycynie i naukach o środowisku. Identyfikuje nieznane związki, oznacza ilościowo leki i metabolity we krwi, wykrywa zanieczyszczenia w wodzie oraz sekwencjonuje białka. Jest wykorzystywana w kontroli antydopingowej, kryminalistyce i bezpieczeństwie żywności. Pozwala na wykrywanie atomoli substancji, czyli kilkuset tysięcy cząsteczek.

Technika ta wymaga starannego przygotowania próbki i kalibracji instrumentów. Nie jest tania. Ale pod względem czułości i swoistości trudno ją przebić. To prawdziwy „koń roboczy” chemii analitycznej.