按照所用的質量分析器的不同，可把質譜儀分為雙聚焦質譜儀、四極杆質譜儀、飛行時間質譜儀、離子阱質譜儀、傅裡葉變換質譜儀等。不同類型的儀器中，各部分作用原理不同。
1、真空系統 質譜檢測的是氣體離子，離子從離子源到達檢測器不能偏離正常軌道。為了精确控制離子的運動軌迹，保證離子束良好的聚焦，得到應有的分辨率和靈敏度，需要限制影響離子運動的各種因素。
2、進樣系統 進樣系統的作用是高效重複地将樣品引入到離子源中并且不能造成真空度的降低。現代質譜儀對不同物理狀态的試樣，都有相應的引入方式。常用的進樣裝置有：間歇式進樣、直接探針進樣和色譜進樣。
3、離子源 離子源的作用是将試樣分子或原子轉化為帶有樣品信息的正離子，将離子聚焦、并加速進入質量分析器。離子源是質譜儀的心髒，可以将離子源看做高級的反應器，其中樣品發生一系列的特征降解反應，分解作用在很短的時間内發生。通常稱能給樣品較大能量的離子化方法為硬離子化方法，給樣品較小能量的離子化方法為軟離子化方法。常用的有電子轟擊離子源、化學電離源、場緻電離源、快原子轟擊離子源、電噴霧離子化和大氣壓化電離等。采用哪種離子源取決于：樣品的狀态、揮發性和熱穩定性，欲知道的樣品信息類型。
4、質量分析器 質量分析器位于離子源與檢測器之間。依據不同方式，将離子源産生的樣品離子按質荷比順序分開并排列成譜。質量分析器的主要類型有：磁分析器、四極濾質器、離子阱、飛行時間質量分析器、傅裡葉變換離子回旋共振分析器等。
5、離子檢測器 離子檢測器的功能是接受由質量分析器分離的離子，進行離子計數并轉換成電壓信号放大輸出，輸出信号經過計算機采集和處理，最終得到按不同質荷比排列和對應離子豐度的質譜圖。
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