離子阱質量分析器一般由一個環形電極和上下兩個呈雙曲面形的端蓋電極圍成一個離子捕集室（典型離子阱結構如圖6所示）。某一質量的離子在一定的電壓下可以處在穩定區留在阱內。改變電壓后，離子可能處于不穩定區振幅很快增長，撞擊到電極即消失。在直流電壓和射頻電壓比值不變時用射頻電壓掃描，即可以將離子從阱內引出獲取質譜信號。
圖6 典型離子阱結構圖
離子通過端蓋中的孔進入離子阱中振蕩，振蕩離子的穩定性取決于其質荷比（m/z）以及環電極的射頻頻率和電壓。通過改變射頻發生器的頻率，就能激發在離子阱的振蕩，不同質量的離子就逐漸變得不穩定，然后相繼離開離子阱而被檢測。質量選擇不穩定掃描（mass selective instability mode）的工作模式下，通過改變掃描的射頻電壓，可以獲得依據質荷比分布的質譜峰，或者通過改變輸出端端蓋電極的交流電電壓來選擇測量離子。
不過，這項技術存在一些缺陷，比如精確的定量問題以及很窄的動態范圍，這些因素限制了離子阱技術的發展。所以，盡管其質量分辨率高離子阱質譜分析儀還沒有被廣泛地應用在無機質譜，甚至沒有任何商用電感耦合等離子體離子陰質譜（ICP-IT-MS）儀器的出現不過ICP-IT-MS技術存在問題可能和等離子中大量的氬離子有關，這些氬離子在離子阱中就會和需要分析的離子發生顯著的碰撞和散射作用，其結果就是分析物的靈敏度顯著下降。