Un spectromètre de masse à ionisation peut prendre de nombreuses formes différentes pour de nombreux usages différents, mais tous les travaux sur les mêmes principes de base. Un échantillon est placé dans un spectromètre de masse à ionisation, et les particules sont chargées électriquement, les transformant en ions. Ces ions sont ensuite triés selon leur masse et mesuré, la création d'un spectre qui identifie tous les composants chimiques de l'échantillon. La capacité à identifier les produits chimiques et leur composition est précisément utile dans de nombreuses disciplines scientifiques, y compris la géologie, l'archéologie et la compréhension de la composition chimique des planètes et des étoiles. Une des utilisations les plus importantes d'un spectromètre de masse à ionisation est à la recherche médicale et de traitement, où l'appareil peut identifier des traces de produits chimiques dans le corps humain pour diagnostiquer la maladie et d'étudier les effets chimiques des médicaments.
Les scientifiques qui étudient la Terre utilisent des spectromètres de masse pour une variété de fins. En géologie, des mesures précises des composants de roches anciennes peuvent donner un aperçu de leur âge et les conditions qui existaient quand ils ont été formés. Dans les études météorologiques, la spectrométrie de masse permet d'identifier les niveaux exacts des différents gaz dans l'Arctique échantillon de carottes de glace, les scientifiques disent les niveaux de gaz à effet de serre qui existaient dans l'atmosphère terrestre au cours de dizaines de milliers d'années. Les scientifiques ont même été en mesure d'utiliser la spectrométrie de masse pour identifier les restes de la météorite massif soupçonné d'avoir causé l'extinction des dinosaures.
Dans l'étude de notre système solaire, les scientifiques ont non seulement utilisé le spectromètre de masse à ionisation pour étudier des échantillons de météorites qui tombent sur Terre, mais ont également intégré les dispositifs en vaisseau spatial. Les deux satellites Vikings envoyés vers Mars en 1975 possédaient chacun un spectromètre à bord de masse à ionisation à la recherche de signes chimiques de la vie. La sonde Huygens qui s'est posée sur Titan, la plus grosse lune de Jupiter, en 2005, a utilisé un spectromètre de masse à ionisation pour étudier l'atmosphère de la lune et de la composition de surface.
Les sciences médicales font un usage intensif des spectromètres de masse à ionisation. En matière de recherche, ils sont utilisés pour identifier les produits chimiques dans la nature qui peuvent avoir des usages médicinaux et aider à comprendre comment ces substances interagissent avec d'autres produits chimiques dans le corps humain. Quand la maladie est diagnostiquée, ils sont utilisés pour identifier les produits chimiques, comme les toxines, qui peuvent être nuire à un patient. Ils sont également utilisés pour identifier les protéines, les enzymes et autres composés biologiques présentes dans le corps qui peut donner une idée de ce qui cause la maladie d'une personne.
Les spectromètres de masse à ionisation ont aussi utilise en dehors de la médecine et de la recherche. Ils peuvent être utilisés pour mesurer la qualité de l'air dans les bâtiments ou les usines, pour contrôler la pureté du produit dans l'industrie, ni même d'identifier d'autres sources de matières premières. Le spectromètre de masse à ionisation continue de trouver de nouvelles utilisations et applications littéralement partout que la connaissance de la composition chimique exacte d'une substance est informative ou bénéfique.