飛行時間質譜有兩種飛行模式，平行飛行模式和垂直飛行模式。在現代質譜產品中，大都已經采用垂直飛行模式。尤其在大氣化學領域，美國的科研團隊以質譜儀為主，歐洲則以測量粒徑的儀器為主。其中，Aerodyne INC., Ionicon GmbH, THS INC.在近幾年成為行業領軍企業。

　　質譜儀需要在真空情況下運轉，用以保護檢測器，同時提高測量精度。在如圖所示的儀器中，氣體樣本首先通過微孔取樣，然后到達離子源，有脈沖電場送入飛行時間模塊。然后使用垂直于送入方向的脈沖電場對離子進行加速。這樣做的主要目的是確定所有離子在水平方向沒有初速度。在V或者W型飛行之后，達到傳感器。

　　不同離子到達傳感器的時間不同，借此推倒出m/z。通常的假設認為離子只能帶一個電荷，如此，得到的信號，直接對應檢測到離子的相對原子質量，所以在多數質譜圖表中，x軸單位均為原子質量單位(Atomic Mass Unit,