二次离子质谱仪视其应用之不同而有各种不同的型式，其基本构造可分为下列四大部分：

　　（1）照射激发用的一次离子束的离子枪；

　　（2）以能量选择由试品产生的二次离子能量过滤器；

　　（3）进行质量选择的质谱仪；

　　（4）放大、检测经质量选择後的二次离子检测输出信号。

　　（1） 离子源

　　（2） 一次离子电镜

　　（3） 样品室

　　（4） 二次离子电镜

　　（5） 能谱仪

　　（6） 质谱仪

　　（7） 二次离子探测器

　　1. 利用聚焦的一次离子束在样品表面上进行稳定的轰击，一次离子可能受到样品表面的背散射，也有部分进入样品表面，这部分离子把能量传递给晶格，当入射能量大于晶格对原子的束缚能是，部分原子脱离晶格向表面运动，并且产生原子间的级联碰撞，当这一能量传递到表面，并且大于表面的束缚能时，促使表面原子脱离样品，谓之溅射；

　　2. 上述一次离子引发的溅射大部分为中性原子或分子，也有少量荷电集团，包括带电离子、分子、原子团，按照荷质比经过质谱分离；

　　3. 收集经过质谱分子的二次离子，可以得知样品表面和体内的元素组成和分布。

　　二次离子质谱仪分析的优点：

　　（1）侦测极限可达 ppm，甚至到 ppb等级；

　　（2）周期表上所有元素均可侦测；

　　（3）可以区分同位素；

　　（4）可分析不导电试片；

　　（5）纵深解析度一般为10 ~ 20 nm，最佳达2 ~ 5 nm；

　　（6）由分子离子的相对含量可得到化学状态的讯息；