ICP-MS全稱是電感耦合等離子體質譜儀，它是一種將ICP技術和質譜結合在一起的分析儀器。ICP利用在電感線圈上施加的強大功率的高頻射頻信號在線圈內部形成高溫等離子體，并通過氣體的推動，保證了等離子體的平衡和持續電離，在ICP－MS中，ICP起到離子源的作用，高溫的等離子體使大多數樣品中的元素都電離出一個電子而形成了一價正離子。質譜是一個質量篩選和分析器，通過選擇不同質核比（m/z）的離子通過來檢測到某個離子的強度，進而分析計算出某種元素的強度。

ICP-MS的分析能力包括：半定量分析、定量分析、同位素稀釋法和同位素比值法等。

1、半定量分析在分析工作中，ICP-MS提供了一種非常快速的半定量分析模式。該模式用于快速了解待分析樣品的物質組成基體情況，以便確定目標元素的存在以及可能出現的干擾。用這項技術，不需要標準物質的校準，可以測量一個未知樣品中大約80種元素的濃度。對于絕大多數元素，其測定誤差小于20％。

用不同的儀器進行半定量分析時，方法有細微的變化，但基本原理都是測量全部的質譜圖而不是詳細說明單個的元素或質量。在ICP-MS分析中可通過一系列質譜掃描很容易地獲得整個質量范圍內的質譜信息，這種方法依據的原理是每一個元素的天然同位素豐度是固定的。通過測量一個元素的所有同位素的強度、校正常見的譜線干擾——包括有分子離子、多原子離子及同量異位素離子干擾，運用方法學與統計學相結合，通過比較校正后的強度與存儲的天然同位素強度響應表之間的差異，對樣品中元素進行半定量分析。
半定量分析方法，正如其名，在快速鑒定未知樣品方面是一種非常好的方法。

2、定量分析定量分析是應用各種標準品和工作曲線等對目標元素的含量等進行精確的濃度測定。包括外標法、標準加入法、加入校正法和內標法等。

①外標法外標法首先測量空白溶液，然后測量一系列的標準溶液以做出一條校準曲線，這條曲線覆蓋了預期的濃度范圍，再進行未知樣品的測量并在校準線上讀取相應的分析強度值。

②標準加入法這種校準模式是在樣品中加入已知濃度的被分析物來測量樣品，從而為降低特定樣品的基體效應提供了一種有效的方法。在標準加入法中，首先測量的是空白溶液的強度；隨后，在樣品中加入每一種已確定濃度的元素的標準物質來加標樣品溶液；然后，使用儀器測量加標后的樣品的響應，對于每一種已加入標準溶液的元素得到一條校準曲線。用已扣除本底的每一種被加標元素的強度對其濃度值作圖可得到校準曲線。做出校準曲線后，對未加入標準溶液的樣品溶液進行分析并與校準曲線相比較。根據校準曲線的斜率及其在X軸上的截距，儀器附帶的軟件會給出未知樣品中未被加標的被分析物的濃度。

③加入校準法對于“標準加入法”而言，其不足之處在于：對于每一次測量中感興趣的被分析物都要被加標，當分析物很多樣品時，工作量很大。因此，在ICP-MS上，一種作為“標準加入法”的替代方法——“加入校準法”被廣泛應用。但是，這種方法只適用于分析的樣品具有相似基體的情況。它的基本原理與“標準加入法”相似，但是只在第一個樣品(或是有代表性的樣品)中加入已知濃度的被分析物的標準溶液，然后，在假設所有樣品與第一個樣品具有相似基體的基礎上，分析測量其余的一批樣品并與校準曲線相對照。

④內標法在ICP-MS上經常使用的一種校準方法是“內標法”。本質上來說，這種方法一般被認為不是一種技術，而是用于校正樣品基體組成類型和濃度變化引起的分析物靈敏度的變化。內標法的分析過程是在樣品分析之前，在空白溶液中加入一種非分析物的同位素，經典的方法是在樣品中加入3～4種內標元素，其質量范圍需覆蓋感興趣的分析元素。通過比較未知樣品中內標元素的強度與標準強度之間的比值，運用軟件來調節未知樣品中的分析物濃度。
根據所使用的分析技術，內標法的應用是有變化的。對于定量分析，選擇內標元素是根據它與被分析元素的電離特性相似性。每一種內標元素根據一組分析物而分類。儀器的軟件假設：在一組元素中，所有元素的強度受基體的影響是相似的。在未知樣品中，內標元素強度的比值變化可用于校準分析物的濃度。

3、同位素稀釋法“同位素稀釋法”是一種絕對的定量分析方法：通過加入一定量的已知同位素，改變一個元素的兩個同位素的天然豐度。此法被認為是元素分析中較準確和精密的分析方法之一。應用“同位素稀釋法”的先決條件是元素必須至少具有兩個穩定的同位素。該方法的工作原理是在樣品溶液中加入已知量的經富集的穩定同位素進行樣品稀釋。

4、同位素比值法應用ICP-MS分析確定單個同位素的能力，同時也適于測量另一個同位素，這種技術被稱為“同位素比值法”。一個樣品中的兩個或更多的同位素比值可提供非常有用的信息，包括：為判斷地質構成的年代提出佐證；更好地了解動物的新陳代謝；還有助于識別環境污染的來源。與同位素稀釋法相似，同位素比值分析技術的原理也是精確測量樣品中某一元素的兩個同位素的比值。例如，將204P206Pb的強度進行比較。另一方面，也可以將一種元素的同位素與其它所有參考同位素進行比較。