Um espectrómetro de massa de isótopo estável é composto por cinco sistemas independentes: entrada de amostra, fonte de íons, analisador de massa, detector e registrador.

Como o espectrómetro de massa isotópico estável deve funcionar em estado de vácuo, um sistema de entrada de amostra é necessário para transferir a amostra da pressão constante interna para a fonte de íons. A fonte de íons é a conversão de moléculas de amostras em íons de amostras. Os íons de amostra são moléculas de amostra com carga elétrica. A maneira mais simples de formar íons de amostra é remover um elétron da molécula de linha média, formando assim íons positivos. Muitas fontes de íons diferentes foram desenvolvidas ao longo dos últimos anos, mas o ponto importante é que as moléculas de amostra precisam se transformar em íons de amostra para serem analisadas por espectro de massa.

No analisador de massa, o campo elétrico ou magnético, ou ambos, são usados para controlar o movimento dos íons da amostra, de modo a separá-los de acordo com a sua massa. Embora existam muitos analisadores de massa diferentes, todos desempenham a mesma função - separando íons diferentes de acordo com a massa.

O detector pode detectar a chegada de íons já separados, amplificando a corrente dos íons extremamente sorridentes para processamento eletrônico adicional. Embora existam tipos muito diferentes de detectores, todos têm a mesma função: detectar íons e convertê-los em sinais elétricos mais fortes.

O gravador recebe o sinal do detector, amplifica-o e grava-o para obter um espectrograma de massa. Um gravador pode ser um simples papel de gravação em cinta ou um sistema de computador muito complexo. Em qualquer caso, os dados devem ser gravados com precisão e podem ser chamados quando precisarem ser analisados mais tarde.

Os espectrómetros de massa de isótopos estáveis são usados ​​em sistemas de vácuo, geralmente na faixa de um milhão ou um bilhão da pressão normal interna. Fontes de íons, analisadores de massa e detectores no sistema de vácuo.