为了使得二手液相色谱质谱联用仪正常工作，必须要组成高真空系统的真空室。仪器使用了高性能的涡轮分子泵与前级真空泵，构成两级真空机组以确保所需的真空。被分析样品经毛细管柱分离，进入离子源。采用电子电力标准配置，产生正离子，在推斥、聚焦、引出电极的作用下将正离子送入四极杆系统。四极杆在高频电压与正负电压联合作用下形成高频电场，在扫描电压作用下，只有符合四极场运动方程的离子才能通过四极杆对称中心到达离子检测器，再经离子流放大器放大，产生质谱信号。得到了质谱图，通过解释谱图或进行谱库检索以识别未知样品的组成。

在分析仪器中，色谱仪器具有重要地位。由于二手液相色谱质谱联用仪的色谱柱具有高效的分离能力，把物质按保留时间大小进行分离，然后通过与标样保留时间进行对比的方法确定物质性质，因此对未知样品很难定性分析。而质谱仪是直接测定物质的质量数与电荷的比值，在定性分析方面既准确又快速。把色谱与质谱联合起来使用，实际上是把质谱仪作为色谱仪的一个通用检测器来使用。该仪器主要有以下两个系统组成。

色谱柱系统：包括精确控温的柱加热箱、色谱柱，以及与进样口和检测器的接头，其中，色谱柱本身的性能是分离成败的关键。

色谱柱的类型和比较：仪器的心脏是色谱柱，通常由玻璃、石英或不锈钢制成的圆管，管内装有固定相。根据分离机理可以将色谱柱分为气液色谱柱和气固色谱柱。前者柱内装有固体吸附剂，后者则装有表面涂敷了固定液的固体颗粒，或者柱内表面涂敷有固定液。

检测系统：用各种检测器监测色谱柱的流出物，并将检测到的信号转换为可被记录仪处理的电压信号，或者由计算机处理的数字信号。常见的有热导检测器（TCD）、火焰离子化检测器（FID）、氮磷检测器（NPD）、电子俘获检测器（ECD）、火焰光度检测器（FPD）、质谱检测器（MSD）、原子发射光谱检测器（AED）等。