分離和檢測不同同位素的儀器。儀器的主要裝置放在真空中。將物質氣化、電離成離子束，經(jīng)電壓加速和聚焦，然后通過磁場電場區(qū)，不同質量的離子受到磁場電場的偏轉不同，聚焦在不同的位置，從而獲得不同同位素的質量譜。質譜方法早于1913年由J.J.湯姆孫確定，以后經(jīng) F.W.阿斯頓等人改進。現(xiàn)代質譜儀經(jīng)過不斷改進，仍然利用電磁學原理，使離子束按荷質比分離。質譜儀的性能指標是它的分辨率，如果質譜儀恰能分辨質量m和m+Δm，分辨率定義為m/Δm。現(xiàn)代質譜儀的分辨率達 105 ～106 量級，可測量原子質量精確到小數(shù)點后7位數(shù)字。
質譜儀重要的應用是分離同位素并測定它們的原子質量及相對豐度。測定原子質量的精度超過化學測量方法，大約2/3以上的原子的精確質量是用質譜方法測定的。由于質量和能量的當量關系，由此可得到有關核結構與核結合能的知識。對于可通過礦石中提取的放射性衰變產(chǎn)物元素的分析測量，可確定礦石的地質年代。質譜方法還可用于有機化學分析，特別是微量雜質分析，測量分子的分子量，為確定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據(jù)。由于化合物有著像指紋一樣的獨特質譜，質譜儀在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應用。
固體火花源質譜：對高純材料進行雜質分析。可應用于半導體材料有色金屬、建材部門;氣體同位素質譜：對穩(wěn)定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定，可應用于地質石油、醫(yī)學、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等部門。
