TOF MS（飛行時間質譜）的工作原理是利用電場使帶電的離子加速飛行，通過測量這些離子到達檢測器的時間來分析它們的質量。
在TOF-MS中，離子在電場的作用下加速通過一個稱為飛行管道的結構。離子到達檢測器的時間取決於其質量和所帶電荷。較重的離子飛行速度較慢，而較輕的離子飛行速度較快。因此，通過測量不同離子的飛行時間，可以推斷出它們的質荷比（m/z），從而實現樣品的分離和分析。
此外，TOF MS 是一種軟電離技術，適用於混合物及生物大分子的測定。在具體的套用中，如MALDI-TOF MS（基質輔助雷射解析電離飛行時間質譜），樣品與基質混合後，在雷射照射下，基質吸收雷射能量並傳遞給樣品，使樣品電離。電離後的離子在電場作用下加速飛行，最終到達檢測器。