一般均由进样系统、离子源、质量分析器和检测系统4大部分组成，此外还有电气系统和真空系统支持。

    工作原理：在稀有气体同位素质谱计工作时，首先，通过压碎、加热等各种方法从前期预处理好的样品中提取出待测气体，随后释放出的待测气体进入进样系统的纯化部分。现有质谱计的纯化系统至少有两级纯化，纯化部件具体包括海绵钛炉、Zr-AI吸气泵、液氮温度下的活性炭阱等。海绵钛炉主要吸附烃类、N2、O2、H2、CO2等活性气体，Zr-Al吸气泵主要吸收H2、N2和其它活性气体，液氮温度下的活性炭阱主要吸收。纯化后的气体进入离子源，在离子源中，待测样品的气体分子发生电离，加速并聚焦成束。目前常用电子轰击法产生离子。具有一定能量的离子束被导入主体为一扇形磁铁的质量分析器，在质量分析器中，根据不同荷质比的离子在同一磁场下偏转角度不同的物理学原理，离子被分成不同质量数的离子束。最后，待分析离子束通过特别的狭缝后，重新聚焦落到检测系统的接收器上并收集起来。离子接收器与放大测量装置相连，借助计算机等相配套的应用设施可得到稀有气体各种同位素的比值或含量。为了提高测量精度，要求交替测量待测样和标准样的同位素比值并将两者加以比较。

    目前使用的稀有气体同位素质谱计的型号有：NG-2、NG-1000、RGA-10、MM1200、MI1201IG、MAP215、MM3000、MM5400、VG3000和VG5400等。

    NG-2和NG-1000由孔令昌等分别在1990、1995年研制成功，其分辨本领分别为＞230和770左右。

    RGA-10由英国VSS公司生产，主要用于常规K-Ar和Ar-Ar定年。MM1200型稀有气体质谱计可以和激光器连用，利用40Ar/39Ar微区连续激光质谱定年的方法来揭示一些矿物的微区年龄。

    MI1201IG系乌克兰产，其电子倍增器分辨率为1200，法拉第杯分辨率为760。实验时，3He用电子倍增器接收， 4He用法拉第杯接收。MAP215全金属稀有气体质谱计分辨率大于700，能将3He+与HD+完全分开，且分析误差一般＜10％。MAP215-50比前者分辨率更好，且同时测量40Ar和39Ar。这三种主要用于固体样品某种（He）或几种同位素。MAP215的改进型号MM3000稀有气体同位素质谱计可以测定任一样品中的He、Ne、Ar、Kr和Xe。

    MM5400由英国Micromass公司生产，是测量固体样品中稀有气体同位素比值的主要质谱之一，分辨率高、灵敏度高、渗透率低和本底值低，质谱计更耐高温，气体处理系统更优化，真空度更高。

    VG3000由Jean-Baptiste等设计，具有全自动化的进样系统，可用于自然界各种水样、气体样品和热液硫化物中He同位素的测定。VG5400由英国VG公司生产，可用于水样、固样和天然气中稀有气体同位素比值的测量，具有超高真空、分辨率高、高灵敏度、静态分析和用样少的优点。VG5400是目前最先进的型号。