电感耦合等离子体质谱仪是一种用于元素分析的无机质谱技术，能够实现痕量多元素的同时测定。其工作原理基于将样品引入高温等离子体中进行电离，再利用质谱仪对产生的离子按质荷比进行分离和检测。
仪器的工作流程可分为三个主要阶段：样品引入与离子化、离子提取与传输、质谱分析与检测。
在样品引入与离子化阶段，待测样品通常以溶液形式通过雾化器转化为气溶胶，并由载气携带进入雾化室。较大的液滴被滤除，仅允许粒径足够小的气溶胶颗粒进入等离子体炬管。炬管由三层同心石英管构成，外层通入冷却气，中层通入辅助气，内层则通入载气与样品的混合气。炬管外围环绕射频线圈，当高频电流通过线圈时，产生交变磁场。利用点火装置释放高压火花，使流经炬管的氩气发生电离，形成少量电子和氩离子。这些带电粒子在交变磁场中做加速运动，与中性氩原子发生剧烈碰撞，引发雪崩式电离，最终在炬管顶部形成温度高达6000至10000开尔文的稳态电感耦合等离子体。样品气溶胶进入等离子体中心通道后，迅速被蒸发、原子化并电离，形成待测元素的正离子。
在离子提取与传输阶段，等离子体炬管产生的离子在常压高温环境下形成离子束。该离子束通过采样锥和截取锥两个锥体界面，从大气压状态过渡到低真空区域。两锥体之间保持一定的压差，使离子束在膨胀冷却过程中形成超音速分子束，有效防止离子过度扩散和重新结合。随后，离子通过离子透镜系统，该系统利用静电场对正离子进行聚焦和加速，同时滤除中性粒子和光子等非带电干扰物，将高纯度的离子束高效导入质谱分析器。
在质谱分析与检测阶段，离子进入四极杆质量分析器。四极杆由四根平行对称的金属杆组成，杆上施加直流电压和射频电压。通过精确调节电压参数，仅允许特定质荷比的离子沿轴向稳定通过，其余离子则因轨迹失稳而碰撞在杆上被滤除。通过快速扫描射频电压，可实现不同质荷比离子的顺序分离。最终，通过质量分析器的离子被电子倍增器等高灵敏度检测器接收，产生与离子数量成正比的电脉冲信号。经电子系统放大和计数处理后，转化为元素的质量谱图，其信号强度与样品中对应元素的浓度呈线性关系，从而实现定量分析。
