O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica
q é lançado em uma região de campo magnético constante
, descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo
t de voo para
N voltas do íon. Logo, com base nos valores
q, B, N e
t, pode-se determinar a massa do íon.
A massa do fon medida por esse dispositivo será
