對于氣態樣品，采用直接進樣方式。傳統ICP中，通人約1L/min的氬氣至等離子體底部，形成環形等離子體。利用簡單的氣體垂直進樣系統將氣態樣品于注射氣流混勻。氣態樣品可以直接引入或利用復雜設備引人如氣相色譜分離技術或氫化物發生裝置。氣體直接進樣的具體例子可以參考硅烷中雜質的測定來說明。砷及碘濃度范圍為亞微克級，檢出限約為0.5×10-9(體積比)。
氣態樣品引入系統示意圖
一、蒸氣發生
ICP中采用氣態直接進樣進行化學分析比傳統霧化方式具有更多優勢。直接進樣比其他進樣方式的響應靈敏度更高。主要是因為直接進樣時傳輸效率接近100%，而氣動霧化液體進樣，傳輸效率約為1%。但可測素有限，通常只限于單個元素，或者，僅限于具有相同物化性質的少量元素。易揮發待測元素粒子，在進樣過程中，通過化學反應生成，常溫下穩定，且可通過載氣氬氣順利傳輸至等離子體。
形成揮發性粒子的過程中有可能使待測元素大量富集。此外，該方法能夠同時去除樣品基體潛在的干擾離子。同時，能夠很方便地分離溶劑蒸氣(來源于原始樣品)與將待測元素送入等離子體的氣流，明顯減少潛在的氧化物分子離子干擾（當溶劑中含H及O原子時）。
1）氫化物發生
As、Bi、Ge、Pb、Sb、Se、Sn及Te等元素，可以通過化學還原反應形成室溫下穩定存在的氫化物分子。此反應過程可以通過選擇合適的待測元素狀態來監控，包括待測元素離子特定氧化態。還原反應所生成的氣態氫化物在Ar氣流作用在與樣品溶液分離，包括使用一組反應器分離或在流動注射系統中利用氣液分析器分析。不管哪種氫化物發生系統，還原反應所產生的氫化物通過載氣Ar氣送入等離子體，進行原子化及電離。通常使用的還原劑為硼氫化鈉。流動注射氫化物發生系統中，反應試劑，包括NaBH4、載流酸液，均通過多通道蠕動泵送入混合反應器，與樣品溶液混合，且控制足夠長時間確保均勻混合。反應完成后，將產物送入氣液分離器，使氫化物分子與樣品溶液及未形成氫化物的組分分離，再由載氣Ar氣將氣態氫化物送入等離子體。所產生的信號維持很短時間，要求數據采集系統能夠采集并處理此類型信號，采用峰高或峰面積處理方式均可。
此方法可以對多個氫化物形成元素進行同時測定。但需注意，氫化物形成過程受待測元素氧化態或存在形式影響。
2）冷汞蒸氣
汞是唯一通過還原劑將無機汞化合物還原成原子態Hg進行測定的元素。所產生的原子汞蒸氣在載氣氬氣作用下送入等離子體。原子汞在常溫下具有獨特的物理性質：蒸氣壓高。氣態原子汞化學性質穩定，采用簡單設備及蒸氣傳輸系統即可。
冷汞蒸氣形成過程中通常采用氯化亞錫(SnCl2) (HCl介質)為還原試劑，Na3BO4也是有效的還原劑。已有報道稱采用該技術進行測試，絕對檢出限達皮克級。采用金汞齊富集可以獲得更高靈敏度。與AAS或AFS相比，采用ICP-MS測定Hg,能夠測定Hg穩定同位素比。該方法易用于環境水質中Hg同位素稀釋的準確測定。
二、色譜
色譜技術是利用組分在液體固定相中溶解度差異或在固態基體中吸附親和性差異進行分離的技術。利用載氣傳輸已蒸發的待測組分，通過含某種基質的柱子，使組分分別洗脫。
1）氣相色譜法
揮發性元素，如B、C、Br、Cl、Si、P、O、I及S,可以通過氣相色譜分離后進行測定。這些組分，或包含這些元素的分子的組分，在傳統填充柱或毛細管柱中因在固定相中溶解度不同而分離，或通過多聚體選擇性吸附而分離。色譜流出氣體(通常為He)與Ar氣混合后進入ICP,使待測元素發生原子化及電離。
將氣相色譜技術與ICP-MS聯用，能夠對元素特殊形態進行高靈敏度分析，缺點是只能對揮發性、室溫下穩定、且能夠通過色譜分離的化合物中的元素進行分析。此外，由于分離所有感興趣的物種需要足夠長的時間，通常會延長分析時間。
2）超臨界液相色譜
利用超臨界液體萃取。色譜技術分離熱不穩定、不揮發的大分子化合物，再送入ICP進行原子化及電離，可以實現元素化學形態分析。