Kütle spektrometrisi, molekülleri kütlelerine göre tanımlar. Bir örnek buharlaştırılır, iyonlaştırılır ve manyetik veya elektrik alandan geçirilerek hızlandırılır. İyonlar, kütle-yük oranlarına göre ayrılır. Bir dedektör, her bir iyonun bolluğunu kaydeder. Sonuç, kütle spektrumu, yani yoğunluğun kütle-yük oranına karşı grafiğidir. Mevcut en hassas ve çok yönlü analitik tekniklerden biridir.

Cihazın çeşitli bileşenleri vardır. İyon kaynağı, genellikle elektron çarpması veya elektrosprey iyonizasyonu yoluyla molekülleri iyonlara dönüştürür. Kütle analizörü, uçuş süresi, dört kutuplu veya iyon kapanı teknolojisini kullanarak iyonları ayırır. Dedektör iyonları sayar. Bir bilgisayar verileri işler. Tandem kütle spektrometrisi veya MS/MS, iyonları parçalar ve parçaları analiz ederek yapısal bilgi sağlar.

Kütle spektrometrisi kimya, biyoloji, tıp ve çevre bilimlerinde kullanılır. Bilinmeyen bileşikleri tanımlar, kandaki ilaçları ve metabolitleri nicelendirir, sudaki kirleticileri tespit eder ve protein dizilimini belirler. Doping kontrolü, adli tıp ve gıda güvenliğinde kullanılır. Bir maddenin attomollerini, yani birkaç yüz bin molekülü tespit edebilir.

Bu teknik, dikkatli numune hazırlığı ve cihaz kalibrasyonu gerektirir. Ucuz değildir. Ancak hassasiyet ve özgüllük açısından rakipsizdir. Analitik kimyanın temel taşıdır.