三重四极杆质量分析器是将三组四极杆串联起来的质量分析器。第一组（MSI ）和第三组四极杆是质量分析器（MS2），中间的是碰撞室（collision activated dissociation，CAD ）。样品在离子源中被离子化，并在MSI 中进行质量分离。然后，选定质荷比的离子离开MSI，在碰撞室（CAD ）中与惰性气体碰撞解离，或可能经历自身分解，产生一系列子离子，子离子被MS2分析器检测。
三重四极杆质量分析器与单四极杆质量分析器相比，对样品的纯度要求较低，可以适当简化样品前处理程序，缩短分析时间。定性功能更加完善，不仅可以得到待测物的一级质谱图（如分子离子峰、碎片离子峰），还可以得到其一级碎片离子进一步裂解的二级碎片离子质谱图，同时可以锁定感兴趣的目标离子、排除杂质离子的干扰。通过操作模式的改变进行化合物的结构及归属研究。