Kiekybinė masės spektrometrija yra metodas, leidžiantis nustatyti tiek junginio molekulinę masę, tiek iš ko jis pagamintas. Masių spektrometrija veikia pavyzdį veikiant ekstremaliomis šilumos ir elektros sąlygomis, todėl jis suskaidomas į įkrautus molekulinius fragmentus. Analizuojama šių fragmentų sudėtis ir gausa, siekiant atskleisti masę ir sudėtį.
Yra daug kiekybinės masės spektrometrijos tipų, tačiau kiekviename metode naudojamas tas pats procesų rinkinys. Mėginys pirmiausia kaitinamas, kad susidarytų garai, tada jonizuojamas ir pagreitinamas naudojant elektrinį lauką. Kiekvienas jonas turi vieną teigiamą krūvį, o šios įkrautos dalelės nukreipiamos leidžiant jas per magnetinį lauką. Lengvesni jonai labiau nukreipiami magnetinio lauko nei sunkesni jonai, todėl keičiant lauko stiprumą skirtingos masės jonai patenka į aptikimo aparatą.
Metano, paprasčiausio angliavandenilio arba junginio, sudaryto iš vandenilio (H) ir anglies (C), analizė atskleidžia, kad yra fragmentų, kurių atominė masė yra 1, 12, 13, 14, 15 ir 16 atominės masės vienetų (amu ). Metano formulė yra CH4, o metano mėginių analizė atskleidžia atitinkamai H+, C+, CH+, CH2+, CH3+ ir CH4+. Taip pat matuojamas šių fragmentų gausa, didžiausias yra 16 amu, o tai atitinka nesuskaidyto jono masę. Taip yra todėl, kad norint pašalinti vandenilius iš centrinės anglies, reikia labai daug energijos, o tai reiškia, kad gausiausias jonas bus energetiškai palankiausias.
Metano masės spektre yra labai mažas fragmento, sveriančio 17 amu, gausa. Šis rodmuo yra dėl to, kad yra anglies arba vandenilio izotopo. Izotopai yra elementai, turintys tas pačias chemines savybes, bet skirtingą atomų masę, nes jų branduoliuose yra skirtingas neutronų skaičius. Anglies-12 branduolyje yra šeši neutronai ir šeši protonai, tačiau daug retesnis anglies-13 izotopas turi septynis protonus. Panašiai nedidelis vandenilio kiekis bus vandenilis-2, dar vadinamas deuteriu, kurio branduolys yra vienas protonas ir vienas neutronas.
Kiekybinė masės spektrometrija taip pat naudojama analizuojant organinių junginių sudėtį ir santykinį izotopų kiekį mėginyje, siekiant išsiaiškinti biologinių molekulių, tokių kaip baltymai, sudėtį. Baltymai yra sudaryti iš aminorūgščių grandinės arba sekos, o masės spektrometrija gali būti naudojama norint nustatyti seką, kurioje yra šios aminorūgščių liekanos. Baltymų molekulinę masę taip pat galima rasti naudojant kiekybinę masės spektrometriją.