試料が気体の場合、分子に電子を衝突させて分子イオンを生成し、これを電位差を与えて加速させ、磁場のかかった分析管に導入する。 分子イオンは、質量／電荷数に応じて、分析管中で異なった軌道を飛行し、それぞれが異なった検出器に同時に入る。 検出器からの電流値の比から、質量数がことなる分子イオンの存在比が求まり、さらにその分子を構成する元素の同位体比が求まる。 このように、物質をイオン化させ、磁場中に導入して、イオンを質量／電荷数に応じて分離する手法を質量分析という。