روشی برای جداسازی ترکیبات شیمیایی و شناسایی اجزای سازنده یک محلول با دقت بالا است. به طور معمول نمونه‌های غیر فرار، تجزیه شونده در دماهای بالا و پایه آبی که قابلیت بررسی با استفاده از روش GC-MS را ندارند با استفاده از روش های کروماتوگرافی مایع مورد بررسی قرار می‌گیرند. اگر نمونه مجهول باشد و یا دارای ترکیبات مجهول باشد با استفاده از روش LC-MS به تنهایی نمی توان ترکیبات موجود در نمونه را حدس زد و تنها می توان جرم مولکولی هر یک از ترکیباتی که از ستون جدایش بخش کروماتوگرافی خارج می‌شوند را اندازه‌گیری کرد. دانستن جرم مولکولی ترکیب خارج شده می‌تواند کمک زیادی به مشخص کردن مولکول خروجی خواهد کرد. کاربردهای آنالیز LC-MS بسیار گسترده است. آنالیز داروها، سموم و آفت کش ها، شناسایی ترکیبات مختلف تشکیل دهنده انواع اسانس، تعیین عدد جرمی ترکیبات و آنالیز مواد غذایی تنها بخش کوچکی از کاربردهای این دستگاه است.