Для идентификации неорганических соединений обычно достаточно определить т/е всех ионов, что, в сочетании с известной распространенностью изотопов, позволяет установить элементный состав ионов и, с учетом валентности, структуру соединений. Чаще всего идентификация не затруднена присутствием других веществ. Однако для органических соединений идентификация, помимо определения элементного состава, вследствие явления изомерии обязательно требует установления их структуры. Эта задача сложна сама по себе, и ее решение нередко требует привлечения данных других физических методов, а также предварительного разделения анализируемой смеси на компоненты.
Масс-спектрометр дает информацию об отношении массы к заряду для рассматриваемых линий спектра, об относительном количестве ионов с определенной массой, и сведения о путях образования этих ионов. Использование приборов с высокой разрешающей способностью позволяет с очень большой точностью определять массы ионов и, вследствие нецелочисленности масс изотопов, практически однозначно определять их элементные составы.
В настоящее время известны масс-спектры десятков тысяч соединений известного строения. Если получен масс-спектр выделенного в чистом виде индивидуального соединения, то задача определения его структуры часто решается простым сопоставлением с опубликованными масс-спектрами. В современной масс-спектрометрии сравнение исследуемого масс-спектра со всеми известными (в рамках используемой библиотеки спектров) выполняется, как правило, с помощью ЭВМ. Опубликованы также специальные каталоги масс-спектров, которые позволяют решать эту задачу и вручную. Эти способы идентификации полезны и продуктивны, когда в распоряжении исследователя имеется достаточно полный банк известных масс-спектров того класса соединений, к которому относится анализируемое вещество.
Если известно, к какому классу соединений относится анализируемое индивидуальное вещество, то для ряда случаев разработаны специальные схемы идентификации непосредственно по полученным масс-спектрам. В литературе можно найти такие схемы для моно- и полиалкилбензолов, углеводородов с эмпирической формулой СnН2n-8, алкилфенолов, галоидпроизводных ароматических углеводородов, кетонов, альдегидов, изороданидов, ряда азотсодержащих гетероциклических веществ, полисахаридов, аминосахаридов и др.