Le principe de fonctionnement du spectromètre de type FTMS est fondé sur le confinement des ions. En combinant dans une cellule un champ électrique et un champ magnétique (crée par un aimant permanent), la particule va décrire un mouvement hélicoïdal. Deux plaques de piégeage portées à un potentiel répulsif vont permettre de confiner ce mouvement dans la cellule.
Ce mouvement de rotation est appelé mouvement cyclotronique et sa fréquence est proportionnelle au rapport masse/charge. On conçoit dés lors qu’une mesure de cette fréquence de rotation permet la détermination du rapport m/z.
 
 Le principe de la détection consiste à mesurer ces fréquences comme le montre le schéma suivant :     
    On excite les ions, par le biais de deux plaques d’excitation créant un champ électrique sinusoïdal dipolaire. Lorsque l’irradiation a lieu à la fréquence cyclotronique de l’espèce considérée, les ions sont alors mis en phase sur une orbite de plus grand rayon.   
Si ce rayon est suffisamment grand, il se crée un courant induit au niveau de deux plaques de détection. C’est ce courant induit qui est détecté et mesuré.     
     Ce signal prend la forme d’une somme de sinusoïdes amorties exponentiellement, dont les composantes (espèces présentes (m/z) et leurs abondances relatives) peuvent être obtenues en une seule acquisition en appliquant une transformation de Fourier. Les fréquences correspondantes peuvent être mesurée avec une très grande précision. 
Parmi les différentes techniques de spectrométrie de masse, la FTMS est ainsi la technique qui permet d’atteindre les résolutions en masse les plus élevées.