單聚焦質量分析器其主要部件為一個一定半徑的圓形管道，在其垂直方向上裝有扇形磁鐵，產生均勻、穩定磁場，從離子源射入的離子束在磁場作用下，由直線運動變成弧形運動。不同m/z的離子，運動曲線半徑R不同，被質量分析器分開。由于出射狹縫和離子檢測器的位置固定，即離子弧形運動的曲線半徑R是固定的，故一般采用連續改變加速電壓或磁場強度，使不同m/z的離子依次通過出射狹縫，以半徑為R的弧形運動方式到達離子檢測器，使離子從時間上被分開。
由式若固定加速電壓U，連續改變磁場強度B，稱為磁場掃描，則；若固定磁場強度B，連續改變加速電壓U，稱為電場掃描，則。無論磁場掃描或電場掃描，凡m/z相同的離子均能匯聚成為離子束，即方向聚焦。由于提高加速電壓U儀器的分辨率得到提高，因而宜采用盡可能高的加速電壓。當取U為定值時，通過磁場掃描，順次記錄下離子的m/z和相對強度，得到質譜圖，單聚焦質量分析器結構簡單，操作方便，但分辨率低。