四級離子阱技術上而言是在傳統的三重四級桿中加入了輔助射頻，可以做選擇性激發;或者就功能而言，為三種四級桿提供了多級串級的功能。四極桿(Quadrupole)是指由四根帶有直流電壓(DC)和疊加的射頻電壓(RF)的準確平行桿構成的部件，相對的一對電極是等電位的，兩對電極之間電位相反。
當一組質荷比不同的離子進入由DC和RF組成的電場時，只有滿足特定條件的離子作穩定振盪通過四極桿，到達監測器而被檢測。通過掃描RF場可以獲得質譜圖。四極桿成本低，價格便宜，雖然目前日常分析的質荷比的範圍只能達到3000，但由於分析器內部可容許較高壓力，很適合在大氣壓條件下產生離子的ESI離子化方式。
