Lidojuma laika masas spektrometrs nosaka vielas molekulāro sastāvu, sadalot to sastāvdaļu jonos. Atrodot molekulas masas un lādiņa attiecību, ir iespējams vairāku iespēju robežās noskaidrot dažādu testa paraugā esošo vielu ķīmisko sastāvu. Ierīce jonizē, atdala un virza molekulas pie detektora, un, mērot laiku, kas nepieciešams, lai katrs jons sasniegtu detektoru, var noteikt jona masas attiecību pret tā lādiņu. No šīs vērtības var aprēķināt tā masu, kas ļauj noteikt tā ķīmisko struktūru.
Masu spektrometrija ir noderīgs rīks pētniekiem, kā arī tiesībaizsardzībai, laboratorijas testēšanai un analīzei. Spektrometrs var noteikt, kāda veida materiāli ir vielā, sadalot paraugu tā sastāvdaļās un sniedzot datus par iespējamām ķīmiskajām formulām, relatīvo daudzumu procentos no veseluma un katras esošās vielas molekulmasu. Tas ir ļoti noderīgi pētniekiem vai tehniķiem daudzu iemeslu dēļ. Tas ļauj analizēt visu veidu paraugus farmācijas pētījumiem, kriminālistikas darbam tiesībaizsardzībā un produktu izstrādei daudzās rūpniecības jomās.
Vairāku veidu masas spektrometri ir izstrādāti vairāku gadu desmitu laikā, kopš 19. gadsimta beigās sākās agrīnais darbs pie jonu atdalīšanas pēc masas. Lidojuma laika masas spektrometrs ir tikai viena veida spektrometrs. Kopumā jebkura lidojuma laika masas spektrometrs darbojas saskaņā ar dažiem pamatprincipiem un tam ir noteiktas sastāvdaļas. Tie var atšķirties dažos to konstrukcijas aspektos, taču viss darbojas, pamatojoties uz principu, ka joni pārvietosies no jonizācijas avota uz detektoru ar ātrumu, kas ir atkarīgs no to masas.
Lidojuma laika masas spektrometrs jonizē pārbaudāmo paraugu ar jonu ģeneratoru. Šī sastāvdaļa visbiežāk ir lāzera stars, kas ātri iztvaiko materiālu, izraisot tā sadalīšanos jonos, kas ir molekulas ar elektrisko lādiņu. Pēc tam jonus atdala un dzen elektriskais lauks caur dreifēšanas jeb lidojuma cauruli. Tie pārvietojas ar dažādu ātrumu atkarībā no to masas un uzlādes attiecības. Lielāki, masīvāki joni pārvietojas lēnāk nekā mazāki, mazāk masīvi joni.
Masas spektrometrā bieži tiek iekļauts komponents, ko sauc par reflektoru, kas virza ienākošos jonus uz jonu detektoru. Kad joni ietriecas detektorā, tas reģistrē notikumu, kā arī jona lādiņu un pagājušo laiku lidojumā starp jonu ģeneratoru un detektoru. Analizējot šos datus, ir iespējams noteikt masas un lādiņa attiecību un pēc tam atsevišķu jonu masu paraugā. Atsevišķo jonu masu un lādiņu var izmantot, lai noteiktu precīzu parauga atsevišķo komponentu ķīmisko sastāvu un noteiktu ārkārtīgi mazus noteiktu vielu daudzumus, piemēram, piesārņotājus, indes vai zāles asins paraugā. Šie ir tikai daži no daudzajiem iespējamajiem lidojuma laika spektrometra izmantošanas veidiem.