質譜儀的性能參數是用戶選購質譜儀和使用過程中驗收調試儀器的依據，也是質譜儀分析能力的重要標志，常用質量范圍、分辨率(也叫分辨本領)、靈敏度、豐度靈敏度、精密度和準確度等指標表征。
一、質量范圍
表示儀器測定質量數的能力，例如質量范圍1~100,則表示能測定m/z 1~100之間的離子。不同用途質譜儀的質量范圍不同，分析氣體穩定同位素儀器的質量范圍在1~200之間(如MAT251氣體同位素質譜儀)；熱電離同位素質譜儀的質量范圍在3~380之間(如MAT261質譜儀)；而有機質譜儀的質量范圍從幾千到幾萬不等(如 JMS-DX300和 JMS-HX100質譜儀)。
二、分辨本領
分辨本領是質譜儀的最重要指標，也是一臺儀器對離子束分離和成像總效果的體現。當兩個高度相等、質量為M1和M2的質譜峰正好分開時，則質譜儀的分辨本領定義為
Rp=M/△M
M=M1+M2；△M=∣M2-M1∣
兩個峰完全分開是不可能的，因此，國際上有一個比較公認的10%谷值的定義,即質量為M和M-△M的兩個等高度的峰，它們被分開到兩峰之間峰谷的最低點(谷值)，等于峰高的10%，對于質量大于M的類似峰，谷值則會高于10%峰高，此時M1和M2峰叫作“剛好”分開再用上式計算分辨本領Rp。在實際測量中很難找到兩個質量峰等高，重疊后的谷高又剛好為峰高的10%。
三、靈敏度和豐度靈敏度
靈敏度是質譜儀對樣品感測能力的標志，也是儀器電離效率、傳輸效率、檢測效率、本底噪聲等狀況的綜合體現。使用場合不同，靈敏度有不同提法，它涉及多種因素，因此對給定的靈敏度要注意附加條件。有機質譜常用絕對靈敏度，表示一定樣品在特定分辨率的條件下，產生一定信噪比的分子離子峰所需要的樣品量，其靈敏度可達10-10g;無機質譜和同位素質譜常用相對靈敏度，表示儀器所分析樣品中雜質元素的最低濃度，最低可達10-15g/g;氣體質譜儀的靈敏度常以單位壓強所產生的離子流強度表示，它實際上是一種絕對靈敏度。
同位素質譜儀除可用相對靈敏度表示檢測元素的能力外，用豐度靈敏度更能表征儀器的檢測性能，是低豐度同位素分析時選擇儀器的重要依據。豐度靈敏度表示大豐度同位素“拖尾”對相鄰小豐度同位素的影響。它實際上是一種相對靈敏度。一般同位素質譜儀的豐度靈敏度為10-4~10-5。
四、精密度和準確度
精密度表示質譜儀進行重復測量時，所得結果之間的偏差，即符合程度，常以測定3-6次的“次間”相對標準偏差，外加一定的置信水平來表達。假定在相同測定條件下，獨立進行了n次測量，可得到n個同位素豐度比值R1,R2…，Rn,由此可以得到一個算術平均值：
此時n個測定值圍繞R值將有一個確定了的標準偏差S間，依據定義則有：
則次間相對標準偏差：
S=S間/R平均 x100%
準確度是指質譜測定質量、同位素比值，元素含量的測量值與真實值的相對標準偏差。而真實值永遠不會測得，因此常用測定標準樣品的測量值與標準值相比較來衡量結果的準確度。設測量值為A測、標樣的標準值為A標，相對標準偏差S標可由下式求得
S標=[（A測-A 標）/ A 標]×100%
測量值與真實值的偏差(也叫誤差)是由系統誤差和測量的精密度構成的，系統誤差可通過標樣測定進行校正，精密度可通過多次測量而獲得，因此，人們總是竭盡全力以獲得接近真實值的準確結果。
由于標準樣品的標準值雖經多種方法或多家實驗室用一種方法比對分析后求得，但仍然帶有一定的誤差(也叫不確定度)。因此，目前在同位素質譜分析中，對測量結果已經不用準確度表示，而改用不確定度來表征。