飛行時間質譜儀是一種很常用的質譜儀。這種質譜儀的質量分析器是一個離子漂移管。由離子源產生的離子加速后進入無場漂移管，并以恒定速度飛向離子接收器。離子質量越大，到達接收器所用時間越長，離子質量越小，到達接收器所用時間越短。
根據這一原理，可以把不同質量的離子按m/z值大小進行分離飛行時間質譜儀具有可檢測分子量范圍大、掃描速度快、儀器結構簡單等優點。
飛行時間質譜儀的主要缺點是分辨率低，因為離子在離開在離子源時初始能量不同，使得具有相同質荷比的離子達到檢測器的時間有一定分布，造成分辨能力下降。
改進的方法之一是在線性檢測器前面的加上一組靜電場反射鏡，將自由飛行中的離子反推回去，初始能量大的離子由于初始速度快，進入靜電場反射鏡的距離長，返回時的路程也就長，初始能量小的離子返回時的路程短，這樣就會在返回路程的一定位置聚焦，從而改善了儀器的分辨能力。
如今，飛行時間質譜儀的使用越來越廣泛，需要科學化的維修保養方法來提高飛行時間質譜儀的使用效率，通過周密嚴謹的日常管理工作，延長儀器的生命周期，挖掘出其在教學和科研中的zui大潛能。
與紅外、熱導、磁氧等傳統分析技術相比，飛行時間質譜儀不但具有質譜分析的所有優點如測量速度快、精度高、采樣量少、系統集成化和自動化程度高等，而且其本身還具有明顯優于其他類型質譜的特點：zui寬的測量范圍；zui快的分析速度；zui小巧的結構；zui少的運轉費用。
此外，飛行時間質譜儀既可以單獨使用，也可以跟四極桿質譜、離子阱質譜、粒子淌度質譜等串聯使用，在化學、生物醫藥、環境、食品、農業等領域發揮作用。