Masni spektrometer za čas letenja določa molekularno sestavo snovi tako, da jo razgradi na sestavne ione. Z iskanjem razmerja med maso in nabojem molekule je mogoče v okviru različnih možnosti ugotoviti kemično sestavo različnih snovi, ki jih vsebuje preskusni vzorec. Naprava ionizira, ločuje in poganja molekule na detektorju in z merjenjem časa, ki ga potrebuje vsak ion, da doseže detektor, lahko določi razmerje med maso iona in njegovim nabojem. Iz te vrednosti je mogoče izračunati njegovo maso, kar omogoča določitev njegove kemične strukture.
Masna spektrometrija je uporabno orodje za raziskovalce, pa tudi za organe pregona, laboratorijska testiranja in analize. Spektrometer lahko ugotovi, katere vrste materialov so v snovi, tako da vzorec razčleni na njegove sestavine in zagotovi podatke o možnih kemičnih formulah, relativnih količinah v odstotkih celote in molekulski masi vsake prisotne snovi. To je zelo koristno za raziskovalce ali tehnike iz več razlogov. Omogoča analizo vseh vrst vzorcev za farmacevtske raziskave, forenzično delo v organih pregona in razvoj izdelkov na številnih industrijskih področjih.
V desetletjih je bilo razvitih več vrst masnega spektrometra, odkar se je v poznem 19. stoletju začelo zgodnje delo na ločevanju ionov glede na maso. Masni spektrometer časa letenja je le ena vrsta spektrometra. Na splošno masni spektrometer za čas letenja deluje v skladu z nekaj osnovnimi načeli in ima določene komponente. Lahko se razlikujejo glede na določene vidike njihove zasnove, vendar vsi delujejo na podlagi načela, da se ioni premikajo od ionizacijskega vira do detektorja s hitrostjo, ki je odvisna od njihove mase.
Masni spektrometer za čas letenja ionizira vzorec, ki ga je treba testirati z ionskim generatorjem. Ta komponenta je največkrat laserski žarek, ki material hitro izhlapi, zaradi česar se razpade na ione, ki so molekule z električnim nabojem. Ioni se nato ločijo in poganjajo z električnim poljem skozi cev za premikanje ali letenje. Premikajo se z različnimi hitrostmi glede na razmerje med maso in nabojem. Večji, masivnejši ioni se premikajo počasneje kot manjši, manj masivni ioni.
Komponenta, imenovana reflektron, ki usmerja vhodne ione na detektor ionov, je pogosto vključena v masni spektrometer. Ko ioni udarijo v detektor, zabeleži dogodek, pa tudi naboj iona in pretečeni čas leta med ionskim generatorjem in detektorjem. Z analizo teh podatkov je mogoče določiti razmerje med maso in nabojem in nato maso posameznih ionov v vzorcu. Maso in naboj posameznih ionov je mogoče uporabiti za določitev natančne kemične sestave posameznih komponent vzorca in za odkrivanje izjemno majhnih količin določenih snovi, kot so kontaminanti, strupi ali zdravila v vzorcu krvi. To je le nekaj od številnih možnih uporab spektrometra za čas letenja.