Informacje o masie cząsteczkowej związku chemicznego, jakich dostarcza zwykły spektrometr mas, często nie wystarczają do jego identyfikacji. Analiza wzoru fragmentacji w tandemowych spektrometrach mas umożliwia identyfikację wielu związków chemicznych.
Spektrometry wyposażone w pułapkę jonową lub analizator FT-ICR, mogą pracować podobnie jak spektrometry tandemowe. Pułapka jonowa może wyselekcjonować jony jednego typu, poddać je fragmentacji i zmierzyć masy fragmentów (tryb MS²). Pułapka jonowa może także wyselekcjonować jony powstałe w wyniku fragmentacji i poddać je kolejnej "turze" fragmentacji. Można zastosować kilka kolejnych "tur" fragmentacji. Eksperymenty takie nazywa się MSn.
Zastosowanie Wysoka zdolność rozdzielcza tandemowego spektrometru masowego czyni go optymalnym detektorem w analizie drobnocząsteczkowych związków pochodzenia biologicznego przy użyciu wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Chromatogram stworzony na podstawie obfitości jonów fragmentacyjnych zawiera zazwyczaj niewielką ilość pików, dzięki czemu rzadziej dochodzi do utrudnień w ich integracji na skutek wzajemnego nakładania się.