飞行时间二次离子质谱仪在表面分析中具有很高的灵敏度。该方法利用一次离子激发样品表面微量二次离子，并根据二次离子飞向探测器的时间长短来确定离子质量。由于离子在TOF-SIMS中的飞行时间只与质量有关，所以它一次脉冲就可以得到全谱，离子利用率高，可以实现样品的静态分析。