又稱四極濾質器，根據不同質荷比的離子，在直流和高頻雙曲面電場中運動的軌跡穩定與否來實現質量分離。分析器由四根平行的雙曲面形或圓柱形的桿組成，相對的兩根桿相連，形成兩對電極，分別加上電壓±(U+Vcoswt)，其中U為直流電壓，V為高頻電壓幅值，w為角頻率,t為時間。與電場參量相適應的離子運動軌跡是穩定的，其中橫向振幅不大于場半徑r0的離子能通過分析器并被離子收集極接收；質荷比偏大的離子對高頻電場有較大的運動慣性，它主要受直流電場驅動,最后與y向電極相碰，不能通過分析器；質荷比偏小的離子運動慣性小，主要受高頻電場激勵，產生振幅不斷增大的振蕩運動，最終與x向電極相碰,因而也不能通過分析器。儀器通常保持ω一定，U與V的比值約為1:6,同時改變U、V值以實現質量掃描。與四極質譜計工作原理相似的儀器還有單相質譜計和三維四極質譜計。四極質譜計的特點是不需要磁鐵、結構簡單、有較高的靈敏度和分辨能力、工作壓強范圍寬、掃描速度快、質量標度呈線性，因而得到廣泛應用。缺點是對大質量數的離子質量歧視效應較大。