二次離子質譜是一種具有超高分辨率和靈敏度的固體表面分析技術。它可以分析氫元素到鈾元素在內的所有元素和同位素，還可以得到固體表面官能團和分子結構等信息。SIMS可以分為靜態SIMS（SSIMS）和動態SIMS（DSIMS）兩種類型，通過不同掃描類型，得到二次離子質譜圖、化學成像、動態深度剖析曲線等。
原理是利用具有一定能量的初級離子束轟擊固體材料表面，再利用質譜分析檢測被初級離子束濺射出的二次離子的質荷比，從而得到樣品信息。如今應用在SIMS中最廣泛的質譜檢測器是飛行時間質譜儀（TOF），TOF-SIMS的分辨率可以達到104，微區分辨率達到100nm2，深度分辨率達到1nm，二次離子濃度靈敏度達到ppm級別。微源檢測可以提供德國ION-TOF先進TOF-SIMS儀器檢測，為客戶提供完善的SIMS技術解決方案。
以其各種優異的性能和特點SIMS技術被廣泛地用于半導體行業，半導體硅晶片制程的越來越小，SIMS逐漸成為分析半導體器件表面沾污缺陷、研究元素摻雜等不可替代的手段。除此之外，SIMS的應用近年來也不斷發展到生物醫藥、材料、化學等領域。