طیف سنجی جرمی روشی برای شناسایی مولکولی است. در طیف سنج جرمی، ترکیبات جداگانه به قطعات کوچک‌تر شکسته می‌شوند. الگوی قطعات مختلف در یک ترکیب جداگانه، بسیار اختصاصی  است.

در این روش اطلاعات مربوط به وزن مولکولی ترکیبات نیز ارائه می‌شود که به شناسایی یک مولکول منفرد کمک می‌کند.

معمولاً، طیف‌سنجی جرمی با نوعی کروماتوگرافی مایع، کروماتوگرافی مایع-مایع یا گاز کروماتوگرافی انجام می‌شود تا ترکیبات جداگانه را قبل از شناسایی از یکدیگر جدا کند. الگوی قطعات مولکولی به عنوان اثر انگشت یک مولکول شناخته می‌شود.

طیف سنج جرمی معمولاً دارای پایگاه داده بزرگی از اثر انگشت‌ها است که اثر انگشت یک مولکول ناشناخته را می‌توان با آن مقایسه کرد و در نتیجه درصد احتمالی برای شناسایی صحیح یک مولکول خاص را فراهم می‌کند.