在TOF-ICP-MS中，根据离子飞行时间进行分离，不同于扫描型质谱根据离子质荷比进行分离。
离子从等离子体采样后，加速至相同的动能，使特定质荷比的离子达到检测器的时间固定。受加速过程的影响，不同质荷比的电子在自由漂移区获得的速率不同（较轻的离子获得速率大），因此飞行时间不同。利用离子响应强度及到达检测器的时间可直接获得离子质谱图。
