利用真空火花放電在很小的體積內積聚起的能量可使體積內的物質驟然完全蒸發和電離，從而獲得具有表征性的離子流信息。
Dempsteri最早把這一現象應用到質譜儀器上實現了當時物理、化學家們用電子轟擊型電離源無法解決的鉑、鈀、金、銥電離的遺留問題完成了當時已知元素同位素的全部測量。這一具有歷史意義的成果對后來物理、化學、地質、核科學等學科的發展，起著基礎性的促進作用。下面介紹兩種典型的放電型離子源。
1、高頻火花源
高頻火花離子源（high frequency spark ion source）是廣泛使用的一種真空放電型離子源。由于其對所有的元素具有大致相同的電離效率，因此應用范圍較廣，可用來對多種形態的導體、半導體和絕緣體材料進行定量分析，是早期質譜儀測定高純材料中微量雜質的重要方法之一。
圖6是高頻火花放電電離示意。被分析物質以適當的方式制成樣品電極，裝配時和參比電極相距約0.1mm的間隙。利用加載在兩個電極間的高頻高壓電場使其發生火花擊穿來產生一定數量的正離子。
圖6 高頻火花放電電離示意圖
使用高頻火花源的一個關鍵是制作電極，對不同形態、不同導電性能的樣品有不同的電極制作方法。如果樣品是塊狀導體，可以直接裁制成約1mm直徑、10mm長的柱狀（或條狀）電極；如果是粉末樣品，可以沖壓成上述形狀；液體樣品要加充填物。對于非導體材料，則需要采用適當的方法，使電極有較好的導電性能。一種方法是在非導體樣品粉末中摻入良導體材料，如石墨、金、銀、銦粉，然后沖壓成電極；另一種方法是在非導體表面噴鍍導電層，或在樣品下面襯進導體基片。
火花源的缺點:操作技術復雜，造價昂貴，且離子能量發散較大。這些缺陷限制了它的進一步發展和應用
2、輝光放電源
輝光放電源是另一種放電電離技術，輝光放電技術先于真空火花放電電離，但用于質譜儀器上卻在火花放電電離技術之后。事實上，是由于當時火花源的成就使人們離開輝光放電，而在相隔50多年以后，又是火花源在使用過程中出現的缺陷，促使質譜工作者又重新思考輝光放電技術。正如人們所知，氣體放電過程出現的輝光是等離子體的一種形式，等離子體是由幾乎等濃度的正、負電荷加上大量中性粒子構成的混合體。出現輝光放電最簡單的形式是在安放在低壓氣體中的陰、陽電極間施加一個電場，使電場中的部分載氣（如氬氣）電離，電離產生的“陰極射線”或“陽極射線”在殘留的氣體中朝著帶相反極性的方向加速，轟擊陽極或陰極，使位于極板上的樣品物質氣化，部分氣化物質的原子在其后的放電過程中電離。