ICP-MS的分析能力包括：半定量分析、定量分析、同位素稀释法和同位素比值法等。
1、半定量分析在分析工作中，ICP-MS提供了一种非常快速的半定量分析模式。该模式用于快速了解待分析样品的物质组成基体情况，以便确定目标元素的存在以及可能出现的干扰。用这项技术，不需要标准物质的校准，可以测量一个未知样品中大约80种元素的浓度。对于绝大多数元素，其测定误差小于20％。
用不同的仪器进行半定量分析时，方法有细微的变化，但基本原理都是测量全部的质谱图而不是详细说明单个的元素或质量。在ICP-MS分析中可通过一系列质谱扫描很容易地获得整个质量范围内的质谱信息，这种方法依据的原理是每一个元素的天然同位素丰度是固定的。通过测量一个元素的所有同位素的强度、校正常见的谱线干扰——包括有分子离子、多原子离子及同量异位素离子干扰，运用方法学与统计学相结合，通过比较校正后的强度与存储的天然同位素强度响应表之间的差异，对样品中元素进行半定量分析。
半定量分析方法，正如其名，在快速鉴定未知样品方面是一种非常好的方法。
2、定量分析定量分析是应用各种标准品和工作曲线等对目标元素的含量等进行精确的浓度测定。包括外标法、标准加入法、加入校正法和内标法等。
①外标法外标法首先测量空白溶液，然后测量一系列的标准溶液以做出一条校准曲线，这条曲线覆盖了预期的浓度范围，再进行未知样品的测量并在校准线上读取相应的分析强度值。
②标准加入法这种校准模式是在样品中加入已知浓度的被分析物来测量样品，从而为降低特定样品的基体效应提供了一种有效的方法。在标准加入法中，首先测量的是空白溶液的强度；随后，在样品中加入每一种已确定浓度的元素的标准物质来加标样品溶液；然后，使用仪器测量加标后的样品的响应，对于每一种已加入标准溶液的元素得到一条校准曲线。用已扣除本底的每一种被加标元素的强度对其浓度值作图可得到校准曲线。做出校准曲线后，对未加入标准溶液的样品溶液进行分析并与校准曲线相比较。根据校准曲线的斜率及其在X轴上的截距，仪器附带的软件会给出未知样品中未被加标的被分析物的浓度。
③加入校准法对于“标准加入法”而言，其不足之处在于：对于每一次测量中感兴趣的被分析物都要被加标，当分析物很多样品时，工作量很大。因此，在ICP-MS上，一种作为“标准加入法”的替代方法——“加入校准法”被广泛应用。但是，这种方法只适用于分析的样品具有相似基体的情况。它的基本原理与“标准加入法”相似，但是只在第一个样品(或是有代表性的样品)中加入已知浓度的被分析物的标准溶液，然后，在假设所有样品与第一个样品具有相似基体的基础上，分析测量其余的一批样品并与校准曲线相对照。
④内标法在ICP-MS上经常使用的一种校准方法是“内标法”。本质上来说，这种方法一般被认为不是一种技术，而是用于校正样品基体组成类型和浓度变化引起的分析物灵敏度的变化。内标法的分析过程是在样品分析之前，在空白溶液中加入一种非分析物的同位素，经典的方法是在样品中加入3～4种内标元素，其质量范围需覆盖感兴趣的分析元素。通过比较未知样品中内标元素的强度与标准强度之间的比值，运用软件来调节未知样品中的分析物浓度。
根据所使用的分析技术，内标法的应用是有变化的。对于定量分析，选择内标元素是根据它与被分析元素的电离特性相似性。每一种内标元素根据一组分析物而分类。仪器的软件假设：在一组元素中，所有元素的强度受基体的影响是相似的。在未知样品中，内标元素强度的比值变化可用于校准分析物的浓度。
3、同位素稀释法“同位素稀释法”是一种绝对的定量分析方法：通过加入一定量的已知同位素，改变一个元素的两个同位素的天然丰度。此法被认为是元素分析中较准确和精密的分析方法之一。应用“同位素稀释法”的先决条件是元素必须至少具有两个稳定的同位素。该方法的工作原理是在样品溶液中加入已知量的经富集的稳定同位素进行样品稀释。
4、同位素比值法应用ICP-MS分析确定单个同位素的能力，同时也适于测量另一个同位素，这种技术被称为“同位素比值法”。一个样品中的两个或更多的同位素比值可提供非常有用的信息，包括：为判断地质构成的年代提出佐证；更好地了解动物的新陈代谢；还有助于识别环境污染的来源。与同位素稀释法相似，同位素比值分析技术的原理也是精确测量样品中某一元素的两个同位素的比值。例如，将204P206Pb的强度进行比较。另一方面，也可以将一种元素的同位素与其它所有参考同位素进行比较。
