高效液相色譜-質譜儀已經在藥物、化工、臨床醫學、分子生物學等許多領域中獲得廣泛的應用：

1.醫藥學:藥物代謝、藥物動力學、雜質分析、天然產物分析生物化學:肽、蛋白質、寡核苷酸、糖

2.環境化學:農藥和農殘分析、有機污染物、土壤/食品/水分析

3.臨床醫學:新生兒檢查、糖化血紅蛋白(糖尿病)、血紅蛋白變異、膽酸

4.食品科學:香料、添加物、包裝物、蛋白質、致癌物

5.法醫學:濫用藥物、爆炸物、興*劑檢測

6.獸醫學:興*劑、磺胺類藥物、抗體

7.合成化學:有機金屬化合物、有機合成物

8.有機化學:表面活性劑、染料

藥物代謝與藥物動力學研究

LC-MS-MS的使用，電噴霧(ESI) 和大氣壓化學電離(APCI)以及大氣壓光電離(APPI)是其主要的離子源，由于具有高靈敏度(ng/mI~pg/ml) ，高選擇性(檢測特定的碎片離子)、高效率(每天可檢測幾百個生物樣品和對藥物結構的廣泛適用性，對液態樣品和混合樣品的分離能力高，可通過二級離子碎片尋找原型藥物并推導其結構，LC-ESI-MS-MS已廣泛地應用于藥物代謝研究中一期生物轉化反應和二期結合反應產物的鑒定、復雜生物樣品的自動化分析以及代謝物結構闡述等，己在大型制藥企業中取代HPLC而占據了主要地位，其測試的樣品量占總量的70%以上。

天然產物天然藥物的研究

目前中藥開發研究有兩條途徑。一條途徑是從單一植物中提取一種有效成分(單體化合物)或提取物開發成新藥。另-途徑則是中藥復方制劑的開發研究。采用現代多種儀器聯用新技術，特別是高效液相色譜/質譜/質譜聯用(HPLC-MS/MS)，可對其十幾種乃至幾十種化學成分進行指紋圖譜分離鑒定。再從指紋圖譜中選擇四、五種指標成分(有效成分或特征成分)進行定量，可以確定出簡化的指紋圖譜和指標成分，又是更合理的中藥復方質量控制的方法，是研究中藥復雜體系，尤其是復方的有力工具。國內外很多學者已進行了復方丹參、、瀉心湯、人參或黨參制劑等中藥中的主要成分的分析。

臨床診斷和疾病生物標志物的分析

歐美等目前已廣泛采用HPLC/MS/MS法用于臨床診斷以及疾病生物標志物的研究、檢測，具有專一性好、靈敏度高、成本低、分析快速，經濟效益可觀等特點。目前可進行新生兒遺傳疾病篩選(PKU、MCAD等四十種左右)、新生兒性激素變異的檢測、男女激素的監測、老年癡呆癥的早期診斷、抗排異藥物的檢測、磷酸脂的檢測、血紅蛋白變異檢測、糖化血紅蛋白( 糖尿病早期檢測)、某些心臟病、癌癥疾病篩查如乳腺癌等等(Biomarker法、通過鑒定DNA損傷程度測定)、藥物劑量監測、藥物相互作用監測、地區性突發性中毒病人的毒物檢測等。

殘留、法醫學和環境樣品測定

我國入世后，食品工業的問題就是"安全壁壘"，這將給我國的進出口和國內企業帶來很大的威脅。美國食品與藥品管理局(FDA)、歐盟、日本、韓國等主要貿易

國和地區公布了在進口動物源性食品中禁止使用的藥物名單，提高了標準。這就要求我國加強農、畜、水產品中的農藥、獸藥等殘留的控制和檢測。同樣隨著人類對生存環境的倍加關注，要求對環境中各種污染物、有害或有毒物以及法庭科學中毒物、濫用藥物等進行更加嚴格的監控。而配以ESI、APCI和APPI離子化技術的LC/MS/MS以分析速度快、靈敏度高、特異性好等特點廣泛應用與殘留和毒物分析。目前已成功地進行數百種農藥、獸藥、抗生素、興*劑類殘留和毒物、毒素如、磺胺類、硝基呋喃類、*品、多環芳烴等等化合物的檢測。