質譜儀本身具有偵測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種的種類。質譜儀的運用開始于一九一二年，湯木森（Joseph J. Thompson）對小分子結構的分析。此外，一九三四年諾貝爾獎得主哈諾德‧尤瑞（Harold Urey）發現氘，以及一九九六年的諾貝爾獎「富勒烯」（fullerenes，又稱碳六十、球烯）的發現，皆借助于質譜儀的分析。質譜儀的發明，讓我們可以快速鑒定出一個樣品中化合物的分子量，并且可以進一步知道其分子結構，隨著新式質譜儀的開發，更提供了一個針對生化大分子研究的有利工具。
質譜儀的結構共分為五大部分，包括樣品導入系統、離子源、質量分析器、偵測器、及數據處理系統。二○○二年的諾貝爾化學獎得主芬恩和田中耕一的主要貢獻，就在游離源方法的研發與突破。游離源的功能是使原本是中性的分子變成帶電荷的離子，而質譜儀是利用偵測物質的質量與電荷比值大小來分析離子。傳統上使分子游離的方法有電子游離法（EI）、化學游離法（CI）、熱灑法（TS）、場游離法（FI）、場脫附法（FD）、快速原子撞擊法（FAB）、電漿脫附法（PD）等。
