质子转移反应质谱仪：进样管负责将气态目标物引入到分子–离子反应腔中。
离子源：常用设计是利用空心阴极对水蒸气进行放电，产生高纯度的H3O+离子。
质子转移反应区（漂移管）：漂移管中的压强、温度和电场确保试剂离子在一个稳定的微环境下将待测物分子电离 [1] 。最新款PTR-MS的创新之处在漂移管上叠加了射频电场，聚焦离子运行轨迹，使其更高效通过漂移管。
离子透镜聚焦接口：多级真空泵实现差分真空，同时配备离子透镜提高离子传输率。
质量分析器：用于记录各种带电粒子的质荷比和丰度。近年来以广泛采用飞行时间质量分析器。文献报道过的质量分辨率达15000。