電子碰撞電離發生在電離室（如圖）中，通過擴散幫浦或渦輪分子幫浦實現壓力小於6×10-7mmhg的真空條件。在2000 °c時，由於熱電效應，燈絲發射的電子通過5～100-v的電位差加速到陽極。
為了提高電子與分子的碰撞機率，施加與電場方向相同的磁場。磁場使電子沿垂直於磁感應的方向旋轉，加速的勻速直線運動和垂直平面上的圓周運動相結合，使電子作螺旋運動，加長運動軌跡，從而增加與分子碰撞的可能性。
電子與分子發生碰撞，丟失乙個電子生成帶正電荷的分子離子和乙個新電子：
m + e → m+• + 2e
分子離子與相應的中性分子具有相同的實驗公式，不同的是其有乙個或幾個電子。分子離子可以是正的，也可以是負的。這些離子的質量等於組成分子的各種原子的大量同位素的質量之和。符號m+•不是指新增的電子，而是指離子化後的未配對電子。在中性分子上加乙個電子（電子俘獲）產生乙個負的自由離子m-。電子從分子中移除的難易程度取決於其性質，n>π>σ。分子的電子能量範圍為8～12ev；電子常用電子能量為70ev，可提供最大的電離效率。如果碎片過多，會導致m+分子離子峰顯著降低，電子能量也可能降低。電子穿過電離源後，被困在陰極上，碰撞產生的離子通過具有一定相同電位的板從電離源中排出。接下來，這些電子在源分析器介面處因v0電位差加速。正極板還用於吸引樣品電子碰撞產生的負離子，在負電荷中和後，與其他中性粒子一起被排出。多餘的能量被分子離子轉化為內能（12～70 ev），用於斷裂產生離子碎片。從而在電離室中獲得等離子體離子，其中h+最輕，m+最重。所有的離子的壽命都很短（僅毫秒），為了達到分析目的，需盡快從電離源中去除。正離子吸附在電極e1，通過e1和e2之間的狹縫進入。
進樣1. 固體、液體或氣體有機化合物都可以用ei電離源分析；但是在電離室中，樣品需形成氣態。
2. 樣品量一般是微公升或微克；當與氣相色譜聯用時，可減至微微克。
3. 將高沸點固體和液體加入石英坩堝（5 mm長/1 mm直徑）並直接轉移到電離室中，在電離室中隨溫度變化緩慢昇華。極易揮發的液體首先蒸發，然後進入電離室。
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