在线单颗粒气溶胶质谱仪采集瞬时全谱信息，提升了仪器的分析速度和灵敏度，确保任何重要信息不会丢失并允许回溯分析，更容易鉴别未知分析物和解析测量结果。具备的高分辨率更利于复杂基体中未知物种的准确鉴别。
在线单颗粒气溶胶质谱仪是根据离子通过特定区域（通常称为飞行管）时不同的飞行速度来达到离子分离的效果。整个过程有点类似于一场跑步比赛：一组离子在起点被加速（比赛开始），然后以匀速通过无场飞行管（赛跑过程）漂移到检测器（终点线）。
从飞行管起点到与检测器‘撞线’之间的时间，也就是离子的飞行时间，被高速检测器记录下来。直观的说，重的分子应该比轻的分子‘飞’得慢，也就意味着到达检测器的时间也越长。所以，在离子带电荷数都相等的前提下，通过离子飞行时间可以反推出其质荷比。
在飞行管的起始加速区，所有离子都会同时受到一个脉冲强电场，即不同质荷比的离子都得到同样的起始动能E。更准确来说，离子获得的动能与其带电荷量Q成正比。电荷量相同的离子，E／Q近似*一致。
质谱分析法是测量离子质荷比的分析方法，离子质荷比即质量－电荷比。其遵循样品导入→离子源→分析器→检测器的方式，将样品导入离子源中发生电离，生成带电荷离子，然后运用加速电场将离子束引入分析器中，再利用电场和磁场使其发生相反的速度色散，再将它们聚焦起来而得到质谱图，从而确定其质量。而在线质谱则是在这之后增加了数据处理和控制系统、并可以将有效数据上传至云服务器，达到远程、实时查看及数据分析的目的。
