CE的許多模式，如CZE，MEKC，CITP，CGE和ACE以及CEC等都能與質譜檢測器成功地連接，其中應用較多的仍是CZE-MS。MEKC由于添加表面活性劑形成的膠束會抑制樣品離子的信號，所以MEKC-MS使用較少。與CE相連的MS最常用的電離方式是ESI，可以直接把樣品分子從液相轉移到氣相，而且可以測定分子量較大的樣品。與CE相連的質譜儀主要有三元四極（QQQ）質譜儀，離子阱（TTT）質譜儀，傅立葉轉換離子回旋加速器共振（FT-ICQ）質譜儀和飛行時間（TOF）質譜儀等，前兩者較為常用。CE-MS常用的接口有無套管接口，液體接合接口和同軸套管流體接口等三種，后兩種接口均在毛細管流出部分引入補充流體，以維持一個穩定的電噴霧流。CE-MS所使用的緩沖液最好是易揮發、低濃度，可獲得較好的離子流響應。與質譜相連的CE中常使用加入較高含量的有機溶劑（例如甲醇、乙睛）的緩沖液或者使用非水毛細管電泳，有利于離子噴霧過程，可以增進檢測的靈敏度。天然植物藥各組分之間以及藥物與其代謝產物之間往往結構比較相似，用CE-MS無論對分離及鑒定都顯示了優勢。Henion等用同軸套管流體接口，全掃描質譜方式分離了8種合成的異哇琳生物堿，對威氏黃柏（Phenllodendron wilsonii）樹皮中的8種組分進行了分離并鑒定了其中的6種。Unge等用同樣接口將 盧竹堿等巧種叫垛類生物堿和生物胺基線分離。此外，離子噴霧（Ionspray，ISP），大氣壓 化學電離（ APCI）等也被應用在CE－MS中。