质谱仪本身具有侦测化合物分子量的基本功能，更可以有效地定性及定量分析物种的种类。质谱仪的运用开始于一九一二年，汤木森（Joseph J. Thompson）对小分子结构的分析。此外，一九三四年诺贝尔奖得主哈诺德‧尤瑞（Harold Urey）发现氘，以及一九九六年的诺贝尔奖「富勒烯」（fullerenes，又称碳六十、球烯）的发现，皆借助于质谱仪的分析。质谱仪的发明，让我们可以快速鉴定出一个样品中化合物的分子量，并且可以进一步知道其分子结构，随着新式质谱仪的开发，更提供了一个针对生化大分子研究的有利工具。

质谱仪的结构共分为五大部分，包括样品导入系统、离子源、质量分析器、侦测器、及数据处理系统。二○○二年的诺贝尔化学奖得主芬恩和田中耕一的主要贡献，就在游离源方法的研发与突破。游离源的功能是使原本是中性的分子变成带电荷的离子，而质谱仪是利用侦测物质的质量与电荷比值大小来分析离子。传统上使分子游离的方法有电子游离法（EI）、化学游离法（CI）、热洒法（TS）、场游离法（FI）、场脱附法（FD）、快速原子撞击法（FAB）、电浆脱附法（PD）等。