ICP-MS là kỹ thuật phân tích các nguyên tố vô cơ, nguyên tắc phân tích định lượng là dựa vào việc đo tỉ số m/z (khối lượng/điện tích) của ion dương sinh ra bởi nguyên tử của nguyên tố cần xác định. Dưới tác dụng của nhiệt độ 6000-7000K của năng lượng ICP các nguyên tử sẽ chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó bứt đi 1 điện tử của nguyên tử, hình thành ion dương. Môi trường plasma bao gồm các nguyên tử Ar phóng điện. Argon có thế ion hóa thứ nhất là 15,8 eV hoàn toàn có thể ion hóa đại đa số các nguyên tố khác với năng lượng ion hóa nằm trong khoảng 4 - 12 eV. Các ion âm có thể được hình thành, nhưng hiện tại các thiết bị ICP-MS chỉ được thiết kế để đo các ion dương.
Phương pháp ICP-MS là phương pháp có độ nhạy rất cao hay giới hạn phát hiện rất nhỏ cỡ ppt (ng/l), với vùng tuyến tính rất rộng khoảng từ 0,5ppt đến 500ppm, phạm vi phân tích khổi lượng rộng từ 7 đến 250 amu (atomic mass unit) nên phân tích được hầu như tất cả các nguyên tố Li to U..., ngoài ra còn phân tích các đồng vị của các nguyên tố (do các đồng vị có khối lượng khác nhau). Tốc độ phân tích rất nhanh, phân hàng loạt các nguyên tố chỉ từ 3-5 phút.
Đối với việc xác định hàm lượng các KLN cũng như các dạng của nó trong trầm tích, kỹ thuật đo ICP-MS được các nhà nghiên cứu sử dụng rất phổ biến. Trong nghiên cứu về sự phân bố và dạng của các KLN trong trầm tích từ sông chính, nhánh sông, và các hồ của lưu vực sông Dương Tử - Vũ Hán, Trung Quốc được Zhifeng Yang và các cộng sự sử dụng phương pháp ICP-MS để xác định các KLN Cr, Cu, Ni, Zn, Cd, và Pb. Tỷ số m/z của các kim loại Cr, Cu, Ni, Zn, Cd, và Pb lần lượt là 52, 65, 60, 66, 111 và 208 [34]. Ngoài ra còn rất nhiều tác giả khác sử dụng phương pháp này để xác định KLN trong trầm tích [35, 36].
Như vậy phương pháp ICP-MS là phương pháp có nhiều ưu việt được sử dụng trong phân tích rất phổ biến, tuy nhiên kỹ thuật phân tích này đòi hỏi chi phí cho thiết bị và nguồn khí tiêu tốn là rất lớn.