1910年，英國劍橋卡文迪許實驗室的湯姆遜研制出第一臺現代意義上的質譜儀器。這臺質譜儀的誕生，標志著科學研究的一個新領域——質譜學的開創。
1934年誕生的雙聚焦質譜儀是質譜學發展的又一個里程碑。
1943年，第一臺商用質譜儀出現，質譜儀從此進入了工農業生產領域。
20世紀50年代是質譜技術飛速發展的一個時代。在質量分析器方面，高分辨雙聚焦儀器性能進一步提高，并出現了四極濾質器、脈沖飛行時間分析器等。
20世界60年代末，進行了串聯質譜儀研制，氣相色譜和質譜聯用的成功，從而使得質譜在復雜有機混合物分析方面占有獨特的地位。
20世紀90年代，基質輔助激光解吸電離源、電噴霧電離源、大氣壓化學電離源、大氣壓化學電離源，開創了質譜技術研究生物大分子的新領域。
2002年由于發明了“用于生物大分子的電噴霧離子化和基質輔助激光解吸離子化質譜分析法”，美國科學家約翰·芬恩與日本科學家田中耕一共享該年度諾貝爾化學獎。