經典離子遷移譜（IMS）技術的檢測原理是待測物質分子在進樣口加熱氣化后，經過具有選擇滲透功能的半透膜后進入遷移管。這些不同種類的分子被電離源電離后形成分子離子團，它們在遷移管電場的作用下以各自不同的速度向檢測器發生遷移并最終在檢測器上形成電流脈沖，從而產生以遷移時間為橫軸、以電流強度為縱軸的離子遷移譜圖。由于遷移的速度和質量、體積大小和所帶電荷有關，在圖譜上就可以通過不同位置的尖峰來區分不同的物質。
除了經典的離子遷移技術外，隨著技術的發展，又衍生出高電場非對稱波形離子遷移譜（FAIMS）等新的發展方向。
由于同時具備能在大氣壓力條件下工作、探測靈敏度高、分析時間快、體積小、重量輕和功耗低等特點，基于IMS技術的檢測已成為目前最具實用性的痕量檢測方法在毒品、爆炸物探測、化學戰劑檢測、工廠有毒氣體監測等領域得到廣泛的應用。