Elektrodynamische Ionenfallenmassenanalysatoren sind vom Quadrupolmassenanalysator abgeleitet, sie werden daher auch als Quadrupolionenfallen bezeichnet. Es gibt zwei verschiedene Bauformen: die Lineare Ionenfalle und die 3D-Ionenfalle (auch Paulfalle, nach dem Erfinder, Wolfgang Paul).
Bei der Linearen Ionenfalle ist vor und hinter einem Quadrupol eine Elektrode platziert, die ein Potential aufbauen. Diese können die Ionen nicht überwinden, wodurch sie sich in der Ionenfalle hin und her bewegen. Im Gegensatz zum Quadrupol befindet sich in min. einem Stab eine Öffnung, durch den Ionen eines bestimmten m/z-Wertes aus der Ionenfalle Richtung Detektor ausgestoßen werden. Zusätzlich besteht bei der Linearen Ionenfalle auch die Möglichkeit das gesamte Ionenpaket parallel zur Ausrichtung der Stäbe in Richtung eines weiteren Massenanalysators auszuwerfen. Bedingt durch ihre Bauform sind Lineare Ionenfallen in der Lage mehr Ionen zu speichern als 3D-Ionenfallen, wodurch Lineare Ionenfallen sensitiver sind.
Bei der 3D-Ionenfalle gibt es nur drei Elektoden: eine ringförmige Elektrode, die von zwei Kappenförmigen Elektroden abgeschlossen wird. In den Kappen befinden sich jeweils Öffnungen, durch die Elektroden in die Ionenfalle eintreten bzw. ausgeworfen werden können. Die Detektion erfolgt durch Auswerfen von Ionen eines bestimmten m/z-Wertes auf den Detektor.
Sowohl mit Linearen als auch 3D-Ionenfallen sind Fragmentierungsexperimente (MS/MS) möglich, da die Ionen innerhalb der Ionenfalle selektiert, fragmentiert und detektiert werden können. Man spricht hierbei von „tandem in time“, da die einzelnen Schritten nacheinander stattfinden. Im Gegensatz dazu ist bei den meisten anderen Massenanalysatoren eine Kombination von mindestens zwei Massenanalysatoren und einer dazwischen positionierten Kollisionszelle für Fragmentierungsexperimente notwendig. Sehr häufig ist die Kombination eines Quadrupolmassenanalysator mit einem Flugzeitmassenanalysator (vgl. Q-TOF). Da die Isolation, Fragmentierung und Detektion der Ionen an unterschiedlichen Orten stattfindet, sprich man hierbei von „tandem in space“.