また化合物分子がもつ原子の同位体より異なった質量数スペクトルm/zが得られることがある。例えば塩素や臭素を含む化合物ではM+2のピークが出てくる。これを同位体ピークと呼んでいる。例えばクロロホルムでは35Cl:37=3:1より m/z=50とm/z=52はほぼ3:1となる。
解析手順
（１）分子イオンピークを見つける。Ｍ+ピークの他、LC/MSでは擬分子ピークとして水素イオンの付加したＭＨ+、水素がイオンが脱離したＭＨ-、ナトリウムイオンの付加したＭＮａ+、アンモニウムイオンの付加したＭＮＨ4+、溶媒Ｓが付加したＭＳＨ+、溶媒が付加し水素イオンが脱離したＭＳ-、ハロゲンが付加したＭＸ-等に注意する。また２ＭＨ+等のや多価イオンも考慮する必要がある。高分解能ＭＳでは詳しい質量数からＣＨＯＮの組み合わせが決定できる。
（２）同位体イオンピーク強度やパターンに注目し、元素組成を推定する。
主な同位体を表に示す。
| 同位体 | 割合 | 質量 | 同位体 | 割合 | 質量 | |
| 1H | 99.985% | 1.00782504 | 30Si | 3.10% | 29.973772 | |
| 2H | 0.0148% | 2.01410179 | 32S | 95.02% | 31.9720718 | |
| 12C | 98.89% | 12 | 33S | 0.75% | 32.971459 | |
| 13C | 1.11% | 13.0033548 | 34S | 4.21% | 33.9678677 | |
| 14N | 99.63% | 14.0030740 | 35Cl | 75.77% | 34.9688527 | |
| 15N | 0.366% | 15.0001090 | 37Cl | 24.23% | 36.9659026 | |
| 16O | 99.76% | 15.9949146 | 39K | 93.26% | 38.963708 | |
| 17O | 0.038% | 16.999131 | 41K | 6.73% | 40.961825 | |
| 18O | 0.204% | 17.9991594 | 79Br | 50.69% | 78.918336 | |
| 28Si | 92.23% | 27.976928 | 81Br | 49.31% | 80.91629 | |
| 29Si | 4.67% | 28.976496 |
例えば４−ノニルフェノール(C15H24O)分子量220の分子ピークは質量数２２０に認められるが、13Cが1.1%存在するので分子量２２１の位置に２２０のピークに対して約15x1.11%=16.65%の高さのピークが認められる。これらの情報から炭素の量をある程度推定できる。下の表よりm/z=135の場合の強度999に対し、m/z=136に92の強度のピークが見られる。これも同様に考えられる。
ノニルフェノールのM/Z強度
14 Tr | 52 8 | 73 Tr | 96 3 | 122 36 | 147 11 | 15 11 | 53 30 | 74 1 | 97 4 | 123 3 | 149 217 | 27 124 | 55 88 | 75 3 | 101 2 | 127 6 | 150 25 | 28 1 | 56 9 | 77 94 | 102 3 | 128 4 | 151 1 | 29 160 | 57 18 | 78 18 | 103 27 | 129 4 | 159 1 | 30 3 | 58 1 | 79 28 | 104 4 | 131 12 | 161 2 | 31 1 | 62 3 | 80 3 | 105 27 | 132 10 | 163 53 | 37 1 | 63 11 | 81 3 | 107 372 | 133 33 | 164 4 | 39 102 | 65 61 | 83 2 | 108 31 | 135 999 | 177 20 | 41 260 | 66 14 | 89 10 | 109 2 | 136 92 | 178 2 | 42 32 | 67 9 | 91 85 | 115 18 | 137 6 | 191 35 | 43 141 | 68 3 | 92 12 | 116 5 | 141 1 | 192 4 | 44 4 | 69 10 | 93 13 | 117 8 | 144 2 | 205 1 | 50 4 | 70 4 | 94 17 | 119 65 | 145 5 | 220 29 | 51 24 | 72 1 | 95 58 | 121 446 | 146 1 | 221 5 |（３）フラグメントイオンピークから開裂前の構造を推定する。