原理：用一個脈沖將離子源中的離子瞬間引出，經加速電壓加速，它們具有相同的動能而進入漂移管，質荷比最小的離子具有最快的速度因而首先到達檢測器，質荷比最大的離子則最后到達檢測器。
飛行時間質量分析器既不用電場也不用磁場，其核心是一個離子漂移管。離子源中的離子流被引入漂移管，離子在加速電壓V的作用下得到動能。然后離子進入長度為L的自由空間，即漂移區，假定離子在漂移區移動的時間為T。。可以看出，離子在漂移管中飛行的時間與離子質荷比的平方根成正比，對于能量相同的離子，質荷比越大，達到檢測器所需的時間越長，根據這一原則，可以把不同質荷比的離子因其飛行速度不同而分離，依次按順序到達檢測器。漂移管的長度L越長，分辨率越高。飛行時間分析用具有大的質量分析范圍和較高的質量分辨率，尤其適合蛋白等生物大分子分析。