ICP質譜儀最重要的應用是分離同位素并測定它們的原子質量及相對豐度。測定原子質量的精度超過化學測量方法，大約2/3以上的原子的精確質量是用質譜方法測定的。由于質量和能量的當量關系，由此可得到有關核結構與核結合能的知識。對于可通過礦石中提取的放射性衰變產物元素的分析測量，可確定礦石的地質年代。
質譜方法還可用于有機化學分析，特別是微量雜質分析，測量分子的分子量，為確定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據。由于化合物有著像指紋一樣的獨特質譜，ICP質譜儀在工業生產中也得到廣泛應用。
ICP質譜儀的原理
1.利用聚焦的一次離子束在樣品表面上進行穩定的轟擊，一次離子可能受到樣品表面的背散射，也有部分進入樣品表面，這部分離子把能量傳遞給晶格，當入射能量大于晶格對原子的束縛能是，部分原子脫離晶格向表面運動，并且產生原子間的級聯碰撞，當這一能量傳遞到表面，并且大于表面的束縛能時，促使表面原子脫離樣品，謂之濺射；
2.一次離子引發的濺射大部分為中性原子或分子，也有少量荷電集團，包括帶電離子、分子、原子團，按照荷質比經過質譜分離；
3.收集經過質譜分子的二次離子，可以得知樣品表面和體內的元素組成和分布。
ICP質譜儀的基本組成
ICP質譜儀的基本組成包括進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、真空系統和計算機控制與數據處理系統等。
1、進樣系統：將樣品送進離子源。
2、離子源：將樣品電離，得到帶有樣品信息的離子。
3、質量分析器：將離子源產生的離子按m/z大小分離開。
4、檢測器：用以測量和記錄離子流強度，得出質譜圖。
5、真空系統：保證離子源中燈絲的正常工作，保證離子在離子源和質量分析器中正常運行。
6、計算機控制與數據處理系統：通過計算機對質譜儀進行控制，通過軟件對質譜數據進行處理。