四極濾質器是由四根平行的圓柱形金屬極桿組成，相對的極桿被對角地連接起來，構成兩組電極。在兩電極間加有數值相等方向相反的直流電壓Ude和射頻交流電壓Urf。四根極桿內所包圍的空間便產生雙曲線形電場。從離子源入射的加速離子穿過四極桿雙曲型電場中，會受到電場作用，只有選定的m/z離子以限定的頻率穩定地通過四極濾質器，其它離子則碰到極桿上被吸濾掉，不能通過四極桿濾質器，即達到"濾質"的作用。碎片離子的共振頻率與四支電極的頻率相同時，才可通過電極孔隙到達檢測器，改變掃描頻率可使不同質荷比的離子通過。實際上在一定條件下，被檢測離子（m/z）與電壓呈線性關系。因此，改變直流和射頻交流電壓可達到質量掃描的目的，這就是四極濾質器的工作原理。由于四極濾質器結構緊湊，體積小，掃描速度快，適用于色譜－質譜聯用儀器。