经典离子迁移谱（IMS）技术的检测原理是待测物质分子在进样口加热气化后，经过具有选择渗透功能的半透膜后进入迁移管。这些不同种类的分子被电离源电离后形成分子离子团，它们在迁移管电场的作用下以各自不同的速度向检测器发生迁移并最终在检测器上形成电流脉冲，从而产生以迁移时间为横轴、以电流强度为纵轴的离子迁移谱图。由于迁移的速度和质量、体积大小和所带电荷有关，在图谱上就可以通过不同位置的尖峰来区分不同的物质。
除了经典的离子迁移技术外，随着技术的发展，又衍生出高电场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）等新的发展方向。
由于同时具备能在大气压力条件下工作、探测灵敏度高、分析时间快、体积小、重量轻和功耗低等特点，基于IMS技术的检测已成为目前实用的痕量检测方法，在毒品、爆炸物探测、化学战剂检测、工厂有毒气体监测等领域得到广泛的应用。