ICP-MS由高温离子源（等离子体）、质谱仪（通常是四极杆质量过滤器）和检测器组成。等离子体处于大气压下，质谱仪和检测器位于真空室中，因此ICP-MS还需要一个接口和离子透镜传递离子通过系统。基本原理：将液体样品泵入雾化器形成气溶胶，再随气流进入等离子体。等离子体是一种高温电火花，可蒸发样品材料，然后使元素原子化和离子化。离子通过一个接口进入真空室，再通过离子透镜和碰撞/反应池 (CRC) 与光子、中性粒子、干扰离子分离。分析物离子由四极杆质量过滤器分选，每个质量都被传递到检测器进行计数。ICP-MS仪器所使用的等离子体除了方位和线圈接地方式外，与发射光谱中使用的基本相同。所使用的质量分析器、离子检测器和数据采集系统又与四极杆GC-MS仪器相类似。
试样是在常压下引入，外部离子源，即离子并不处在真空中；等离子体的温度很高，使试样完全蒸发和解离；试样原子电离的百分比很高；产生的主要是一价离子；离子能量分散小；离子源处于低电位，可配用简单的质量分析器。正因为ICP-MS具有优良的分析性能，称为元素分析中重要的分析技术之一。
ICP-MS技术具备更低的检出限、更宽的动态线性范围、更少的干扰、较高的分析精密度和分析速度等优点，并可提供精确的同位素信息。
