Maseni spektrometar vremena leta određuje molekularni sastav tvari razlažući je na sastavne ione. Pronalaženjem omjera mase i naboja molekule, moguće je utvrditi, unutar niza mogućnosti, kemijski sastav različitih tvari sadržanih u ispitnom uzorku. Uređaj ionizira, razdvaja i pokreće molekule na detektoru, a mjerenjem vremena potrebnog svakom ionu da stigne do detektora, može odrediti omjer mase iona i njegovog naboja. Iz te se vrijednosti može izračunati njegova masa, što omogućuje određivanje njegove kemijske strukture.
Masena spektrometrija je koristan alat za istraživače, kao i za provođenje zakona, laboratorijska ispitivanja i analize. Spektrometar može utvrditi koje se vrste materijala nalaze u tvari tako da razbije uzorak na njegove komponente i pruži podatke o mogućim kemijskim formulama, relativnim količinama kao postocima cjeline i molekularnim težinama svake prisutne tvari. Ovo je vrlo korisno za istraživače ili tehničare iz više razloga. Omogućuje analizu svih vrsta uzoraka za farmaceutska istraživanja, forenzički rad u provođenju zakona i razvoj proizvoda u mnogim industrijskim područjima.
Nekoliko vrsta masenih spektrometara razvijeno je tijekom desetljeća otkako je rani rad na odvajanju iona prema masi započeo u kasnom 19. stoljeću. Maseni spektrometar za vrijeme leta samo je jedna vrsta spektrometra. Općenito, maseni spektrometar za bilo koje vrijeme leta radi prema nekoliko osnovnih principa i ima određene komponente. Mogu se razlikovati u određenim aspektima svog dizajna, ali svi rade na principu da će se ioni kretati od izvora ionizacije do detektora brzinom koja ovisi o njihovoj masi.
Maseni spektrometar vremena leta ionizira uzorak koji se ispituje pomoću ionskog generatora. Ova komponenta je najčešće laserska zraka, koja brzo isparava materijal, uzrokujući da se razbije na ione, a to su molekule s električnim nabojem. Ioni se zatim odvajaju i pokreću električnim poljem kroz cijev za pomicanje ili letenje. Kreću se različitim brzinama prema omjeru njihove mase i naboja. Veći, masivniji ioni kreću se sporije od manjih, manje masivnih iona.
Komponenta nazvana reflektron, koja usmjerava dolazne ione na detektor iona, često je ugrađena u maseni spektrometar. Kada ioni udare u detektor, on bilježi događaj, kao i naboj iona i proteklo vrijeme u letu između generatora iona i detektora. Analizom ovih podataka moguće je odrediti omjer mase i naboja, a zatim i masu pojedinih iona u uzorku. Masa i naboj pojedinačnih iona mogu se koristiti za određivanje točne kemijske strukture pojedinih komponenti uzorka i za otkrivanje iznimno malih količina određenih tvari, kao što su onečišćenja, otrovi ili lijekovi u uzorku krvi. Ovo su samo neke od mnogih mogućih upotreba spektrometra za vrijeme leta.