MALDI-TOF MS 分析的样品通过混合或涂覆可吸收激光能量的基质溶液来进行样品制备，该溶液在干燥时可将样品包覆并共同结晶。基质通过激光束照射电离，并将电荷转移到分析物上，分析物产生单电荷的离子，然后被加速。离子根据其质荷比 ( m/z ) 的差异得以区分，并在 TOF 检测器得到检测。

MALDI-TOF MS 的高通量和速度，使其成为大规模蛋白质组学、成像研究和其它分析的重要工具。

应用：测定蛋白质、多肽、多糖、聚合物等化合物的相对分子质量。