ESI是近年來出現的一種新的電離方式。它主要套用於液相色譜-質譜聯用儀。它既作為液相色譜和質譜儀之間的接口裝置，同時又是電離裝置。它的主要部件是一個多層套管組成的電噴霧噴嘴。最內層是液相色譜流出物，外層是噴射氣，噴射氣常採用大流量的氮氣，其作用是使噴出的液體容易分散成微滴。另外，在噴嘴的斜前方還有一個補助氣噴嘴，補助氣的作用是使微滴的溶劑快速蒸發。在微滴蒸發過程中表面電荷密度逐漸增大，當增大到某個臨界值時，離子就可以從表面蒸發出來。離子產生後，藉助於噴嘴與錐孔之間的電壓，穿過取樣孔進入分析器。
電噴霧原理加到噴嘴上的電壓可以是正，也可以是負。通過調節極性，可以得到正或負離子的質譜。其中值得一提的是電噴霧噴嘴的角度，如果噴嘴正對取樣孔，則取樣孔易堵塞。因此，有的電噴霧噴嘴設計成噴射方向與取樣孔不在一條線上，而錯開一定角度。常見的呈直角。這樣溶劑霧滴不會直接噴到取樣孔上，使取樣孔比較乾淨，不易堵塞。產生的離子靠電場的作用引入取樣孔，進入分析器。
電噴霧電離源是一種軟電離方式，即便是分子量大，穩定性差的化合物，也不會在電離過程中發生分解，它適合於分析極性強的大分子有機化合物，如蛋白質、肽、糖等。電噴霧電離源的最大特點是容易形成多電荷離子。這樣，一個分子量為10000Da的分子若帶有10個電荷，則其質荷比只有1000Da，進入了一般質譜儀可以分析的範圍之內。根據這一特點，目前採用電噴霧電離，可以測量分子量在300000Da以上的蛋白質。
