Kütle spektrometresi, İyonları kütlelerinin yüklerine oranına göre ayıran bir düzenektir. Bainbridge kütle spektrometresi denen bir tipde, bir iyon demeti önce bir hız seçiciden geçer ve sonra hız seçicideki manyetik alanla aynı yönde yönelmiş ikinci bir B0 düzgün manyetik alanına girer. B0 manyetik alanına girince, iyonlar yarıçapı r olan bir yarım çemberler çizerek P deki bir fotoğrafık filme çarparlar.
Eğer iyonlar pozitif yüklü iseler, Şekil’de gösterdiği gibi demet yukarı sapar. Öte yandan iyonlar negatif yüklü olurlarsa demet aşağı doğru sapacaktır. m/q oranını, aşağıdaki gibi ifade edebiliriz.
O halde B, B0 ve E alanları bilindiğine göre eğrilik yarıçapını ölçerek m/q oranı bulunabilir. Uygulamada, genellikle verilen bir iyonun aynı q yüküne sahip çeşitli izotoplarının kütleleri ölçülür. Böylece, q bilinmese bile kütle oranları bulunabilir.
Bu yöntemin değişik bir biçimi, elektronların e/ me oranlarını ölçmek için 1897 de Joseph John Thomson (1856-1940) tarafından kullanıldı.
Üstteki şekil Joseph John Thomson temel aygıtını göstermektedir. Elektronlar katoddan anodlara doğru hızlandırılır, anodlardaki yarıklar bunları tek yönlü bir demet haline getirirler ve sonra dik elektrik ve manyetik alanların bulunduğu bölgeye geçerler. Aynı anda uygulanan £ve dalanları, önce, hiç sapmayan bir demet oluşacak şekilde ayarlanır. Sonra В alanı kapatılırsa, E alanı yalnız başına fosforlu ekran üzerinde ölçülebilir bir demet sapması oluşturur. Eve E nin ölçülen değerleri ve sapmanın büyüklüğünden, yükün kütleye oranı, e/me saptanabilir. Bu ilginç deneyin sonuçları, doğanın temel bir parçacığı olarak elektronların keşfini temsil eder.