生物化学是目前质谱法应用的一个令人振奋的且日新月异的新领域，特别是对蛋白质的分析表征，因为随着现代技术的不断出现，如基体辅助激光解吸离子化MALDI)和电喷雾离子化等，仅少量物质就能快速而准确测定蛋白的平均分子量。测定的是蛋白质的平均质量，因为要分离各种同位素峰质谱仪的分辨率要求大于10000。和其他测定生物大分子质量的比较常规的、生物化学方法相比较，如电泳法和凝胶渗透色谱法，质谱法能用少量物质进行快速而简易的测量，并具有较高的准确度。然而，质谱法是一种有损分析法，物质经分析后就不能回收作进一步实验。

MALDI和电喷雾方法所提供的信息从外表上看有明显的不同。MALDI谱图相对来说较简单，它含有分析蛋白质单一电荷离子在m/z的一个强峰。此外，也能观察到一些多重电荷离子(如M+2H]2+)和结合质子的二聚物(如[2M+H]+)产生的次强峰，采用内标法，能达到的质量准确度约0.1％。电喷雾质谱图含有多重电荷峰的群，由此可计算出分子质量。假设在离子簇中相邻峰仅相差1个电荷，那是由质子化所带的电荷，在m／z=p1的多重电荷峰和分子量Mr之间的关系是：
p1zi=Mr+mHZi

式中，mH质子的质量；zi是电荷数。在m∥z高于p1一边的相邻峰可描述为：

P2(zi一1)=Mr+mH(zi一1)

把计算得到的zi的整数值代入上式就能计算潜分子质量。已经发展了更准确的计算机运算，可把测得的质谱图数学转换到含相应蛋白质分子质龟的峰的转换谱图上，测定蛋白质分子质量就其本身来说是很重要的，如因为分子质量能够很快指明一个复合产物的身份。

为进一步进行表征，MALDI和电喷雾离子化法都能很容易地和蛋白质的酶消化相结合。当蛋白质消化后，全部混合物沉积在MALDI的靶子上并被分析。在合适的情况下，90％以上肽碎片的质量都能测定。这种手段能用来阐明蛋白质中的变化，如复合蛋白质的表征，或者是蛋白质中的共价键合变型。因为电喷雾质谱法容易和LC—MS及MS—MS组合，能够提供更多的有关肽中氨基酸序列的信息。在碰撞诱导解离离子源中肽将断裂成两个互补的离子系列，它们含有从肽的C一和N一末端产生的氨基酸序列。电喷雾串联质谱法比常规的生物化学方法[如埃德曼(Edman)降解法]更为可靠，其应用也更广泛。