低溫檢測器也叫熱量檢測器。當粒子或離子撞擊超導薄膜表面，能量累積并產生熱量，表面濺射出中子、離子、電子和光子，這個過程在常溫下不容易被發現。然而，在低溫條件下（<3K），能夠檢測到由離子撞擊產生的瞬間“高溫”，從而提供離子速率和能量的信息。低溫檢測器具有100%的效率、無質量岐視、理論上無質量上限。使用電子倍增器和微通道板對大質量離子進行檢
測時，由于二次電子的產生會使檢測效率降低，而低溫檢測器在高質量區響應信號不會下降。 這種能夠對離子能量檢測的方法有助于對離子化機理的研究。2002年出現商品化的采用超導隧道結檢測器的陣列低溫檢測器，對 m/z400，000大分子進行檢測，靈敏度達 fmol 水平。但是，這種檢測器需要工作在極端低溫的環境下，在一定程度上限制了其推廣應用。