1、离子探针质量显微分析仪的深度分析：
作动态分析时，在一次离子束剥蚀作用下，样品成分及其浓度将随剥蚀时间而变化，因而得到了样品深度-浓度分布曲线。离子探针在半导体材料中对控制杂质元素注入量和注入深度及浓度分布上起着重要作用。还以其横向分辨率为1～2 微米、深度分辨率为50～100 埃的本领，可提供包括轻元素在内的三维空间分析图象。
2、离子探针质量显微分析仪的同位素分析：
同位素比值测定精度为0.1～1%，不仅应用于生物、医药、有机化学和近代核物理，而且在地球和空间科学领域里，在测定月岩、陨石和地球样品微量元素同位素组成及地质年代学研究上，都能发挥微区痕量分析的特长。
3、离子探针质量显微分析仪的绝缘体样品分析：
事先在样品表面镀一层碳膜（或金属膜），或者采用低能电子喷射样品表面；也可用负离子轰击样品的方法，以避免绝缘体样品分析测试中在其表面积累电荷以及由此产生的电位变化现象。