در طیفسنج تحرک یونی، نمونه تزریق شده به دستگاه پس از تبخیر یونیزه شده و سپس یونها در یک ستون حاوی گاز حرکت داده میشوند. نمونه مورد آنالیز پس از تبخیر بههمراه گاز حامل وارد ناحیه واکنش شده و در آنجا با استفاده از ولتاژ بالا باردار میشود. یونها بهدلیل وجود میدان الکتریکی بهسمت آشکارساز حرکت میکنند اما شاتر گرید مانع نفوذ آنها به ناحیه رانش میشود. یونها در آنجا تحتتأثیر میدان الکتریکی بهسمت آشکارساز حرکت میکنند. یونهای سبک و کوچک سریعتر حرکت کرده و زودتر از یونهای سنگین و حجیم به آشکارساز میرسند. به این ترتیب یونهای مختلف در طی حرکت از هم جدا میشوند. برخورد هر دسته از یونها به آشکارساز یک سیگنال الکتریکی ایجاد میکند که تقویت شده و برحسب زمان رسم میشود و به این ترتیب طیف تحرک یونی حاصل میشود. محل هر پیک نشاندهنده نوع گونه و شدت آن متناسب با غلظت گونه است.