Το φασματόμετρο μάζας είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται συχνά για τη μέτρηση της μάζας των μορίων, το οποίο μπορεί να βοηθήσει στην αναγνώριση των ενώσεων σε ένα δείγμα. Φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα απελευθερώνονται από το δείγμα και αναλύονται. Ένα όργανο με πολλαπλούς αναλυτές ονομάζεται διαδοχικό φασματόμετρο μάζας (MS/MS). Τυπικά ικανό να κατακερματίζει μόρια και ιόντα, χρησιμοποιείται συχνά για την αναγνώριση πρωτεϊνών και άλλων οργανικών ουσιών. Το όργανο μπορεί να περιλαμβάνει φασματόμετρα ενός μόνο τύπου ή να συνδυάζει πολλά από αυτά. Μερικές φορές ενσωματώνονται δύο, τρεις ή τέσσερις αναλυτές.
Ένας τύπος μορίου ή πρωτεΐνης μπορεί να απομονωθεί από ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα διαδοχικό φασματόμετρο μάζας. Ο πρώτος αναλυτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιτευχθεί αυτό. Τα ιόντα συχνά σταθεροποιούνται από έναν δεύτερο αναλυτή πριν τα μόρια εκτεθούν σε ένα αέριο. Οι συγκρούσεις σε μοριακό επίπεδο προκαλούν τα σωματίδια να σπάσουν σε θραύσματα, τα οποία ανιχνεύονται από έναν τρίτο αναλυτή. Ενώ υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τον κατακερματισμό των μορίων, μερικές φορές ένας αναλυτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μια παγίδα ιόντων τετραπόλων, η οποία εκθέτει τα ιόντα σε ηλεκτρικά πεδία και τα εκτοξεύει από ένα πεδίο ραδιοσυχνοτήτων.
Ο ανιχνευτής ενός διαδοχικού φασματόμετρου μάζας παρακολουθεί τυπικά την ιοντική δραστηριότητα. Στη συνέχεια δημιουργεί ένα σήμα που αποστέλλεται σε ένα σύστημα υπολογιστή που αποθηκεύει τα δεδομένα. Μια γραφική γραφική παράσταση χρησιμοποιείται γενικά για να δείξει τι υπάρχει στο δείγμα και ποια είναι η μοριακή μάζα κάθε ουσίας. Η γραφική παράσταση μπορεί επίσης να δείξει την ποσότητα κάθε τύπου μορίου ή πρωτεΐνης στο δείγμα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ανιχνευτών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα MS/MS, οι οποίοι περιλαμβάνουν φωτοπολλαπλασιαστές, σχεδιασμένους για την ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, ή πολλαπλασιαστές ηλεκτρονίων, που είναι σωλήνες κενού που συγκρούονται με ηλεκτρόνια για να ενισχύσουν το ρεύμα.
Διαφορετικοί τύποι πειραμάτων μπορούν να πραγματοποιηθούν με ένα διαδοχικό φασματόμετρο μάζας. Μια κοινή τυπικά είναι η παρακολούθηση μονής μάζας, στην οποία ο πρώτος αναλυτής επιτρέπει τον τύπο του σωματιδίου, ενώ ο δεύτερος αναζητά ένα συγκεκριμένο θραύσμα. Η παρακολούθηση πολλαπλών αντιδράσεων περιλαμβάνει την παρακολούθηση διαφορετικών τύπων θραυσμάτων ιόντων από τον δεύτερο αναλυτή. Και τα δύο χρησιμοποιούνται συχνά σε φαρμακευτικές μελέτες, ενώ τα πειράματα σάρωσης πρόδρομων ιόντων γενικά βοηθούν στην ανίχνευση απωλειών ιόντων και στην ανίχνευση μοριακών συστατικών που είναι άγνωστα.
Το διαδοχικό φασματόμετρο μάζας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο μεταβολικής διαλογής. Έχει χρησιμοποιηθεί για την εύρεση διαταραχών στα νεογνά που σχετίζονται με πρωτεΐνες που ονομάζονται αμινοξέα. Αίμα, θυρεοειδής και μεταβολικές καταστάσεις μπορούν να ανιχνευθούν με ανάλυση δειγμάτων αίματος με MS/MS σε εργαστήρια.