ESI和气动辅助的ESI是在高静电梯度(约3kV／cm)下，使样品溶液发生静电喷雾，在干燥气流中(近于大气压)形成带电雾滴，随着溶剂的蒸发，通过离子蒸发等机制，生成气态离子，以进行质谱分析的过程。单单使用静电场发生的静电喷雾，通常只能在1～5μl／min或更低的流速下操作，而借助气动辅助，可在较高的流速，如1ml／min条件下工作，这样便于与常规HPLC连接。ESI过程可分述如下。

(1)静电喷雾

ESI离子源可以简单地采用金属毛细管，如不锈钢注射针，使之与附近的反电极之间形成一高电场，样品溶液通常用甲醇一水混合液制成，常加入添加剂(如乙酸)，用注射器或HPLC以1～20μL／min流速注入该毛细管。

在电场的作用下，液体表面带电，电荷的极性取决于电场方向。

要使液体变为雾滴，需要有一个能源，以克服液体表面的内聚力。用高静电场使液体表面带电，产生电应力，使液体成雾，即所谓电喷雾。而其他喷雾方法，如气动喷雾，则用高速气流将液体切分为雾滴。在电喷雾或气动辅助电喷雾中，如喷口处为正高压，则生成的雾滴带正电，即雾滴中正离子过量。这些离子通常为质子化的分子（MH+)或碱金属阳离子、铵离子加合物，如（M+Na），（M+K）+，[M+NH4]+。如反转喷雾电场，则雾滴带负电，这些负离子是由分子除去质子或其他阳离子形成的。

电喷雾生成的离子的特点是使如多肽等能在不同部位带上电荷的化合物生成多电荷离子。大分子形成多电荷离子后，其质荷比(m／z)处在常规质谱仪(如四极质谱仪)的质量范围内，就可以用这样的质谱仪测定高分子量化合物。

(2)去溶剂化和离子蒸发

电喷雾在大气压下发生，生成带电的雾滴，为了进行质谱分析，必须将微小液滴中的溶剂除去(去溶剂)，并将离子从大气压下转移到质量分析器中去，而质量分析器是在真空条件下工作的(如为四极质谱仪，工作真空度约1.33×lO-4Pa)。

去溶剂化可用轴向反气流(如氮气，约150ml／s，150℃)，使雾滴中溶液挥发并扫除不带电的物质，也可用加热的毛细管去溶剂。

随着溶剂的蒸发，带电雾滴变小，若表面电荷的斥力能克服液滴的内聚力，即导致“库化爆炸”，液滴分散为更小的微滴。去溶剂过程继续重复进行，微滴越来越小，直到表面电荷密度及微滴表面曲率足够高，达到临界电场强度，这时会产生带电的溶质的场辅助蒸发。这是Iribarme和Thomson提出的模型，称之为离子蒸发。这个机制已被广泛接受，但Fenn等称之为离子解吸(ion desorption)，也称离子排斥(ion ejection)的。

这个机制显然还有待于充分的实验证明，但是在ESI温和的条件下，准分子离子确实从溶液中产生，这些离子如前所述，通常为MH+、[M+Na]+、『M+K]+和『M+NH4]+；在负离子质谱中为[M—H]一等；对于生物大分子常生成多电荷离子。

如果微滴中的溶剂全部蒸发后也达不到足以发射离子的临界电场强度，则净电荷保留在干燥的粒子上，如果溶剂中含不挥发组分或供试品分子很大或微滴的电荷太低，就会产生这种情况。