根据离子在正交的高频电场和直流磁场中回旋谐振运动的原理实现质量分离（图2）。改变高频电场频率便可依次检出各种不同的离子。回旋质谱计的特点是体积小、零件少、电极可高温除气、灵敏度较高、质量歧视较小，适用于小型超高真空系统和电子器件内残余气体定量分析。它的缺点是对高质量离子分辨能力低（一般只用于分析质量数小于100的离子），最高工作压强较低，需要磁铁等。
