一般に、イオン源ではマイナスイオンが作られます（原子が電離されます）。 幸いなことに、これによってすでに、負イオンを形成しない不要なアイソバー(14C測定の場合は14Nとして)を抑制することができます。 あらかじめ加速されたイオンは、通常、セクターフィールド型の第一質量分析計で分離され、静電式の「タンデム加速器」に入射します。 これは、0.2～数百万ボルトで動作するタンデムファンデグラフ加速器の原理に基づく大型の原子核粒子加速器で、粒子を加速するために2つのステージがタンデムに動作するものである。 2つのステージの間の接続点では、イオンは物質の薄い層（「ストリッピング」、ガスまたは薄いカーボンフォイル）を通過することによって、マイナスからプラスへと電荷を変える。 分子はこのストリッピングの段階でバラバラになります。 分子アイソバー（14C測定の場合は13CH-など）が完全に抑制されることが、AMSの例外的なアバンダンス感度の理由の一つである。 さらに、衝撃によってイオンの電子のいくつかが剥ぎ取られ、正電荷のイオンに変換される。 加速器の後半では、正電荷を帯びたイオンが、負イオンを引き寄せた静電加速器の正電荷の強い中心から離れるように加速されます。 加速器から出たイオンは正に帯電し、光速の数パーセントの速さで移動しています。 第二段階の質量分析計では、分子からのフラグメントが目的のイオンから分離されます。 この分光器は、磁場と電場の両方を利用する磁場セクターや電気セクター、いわゆる速度セレクタで構成されている場合があります。 この段階では、負イオンを形成する安定な（原子）アイソバーが存在しない限り（例えば36Clを測定する場合は36S）、バックグラウンドは残りませんが、これまで説明したセットアップでは全く抑制されません。 イオンのエネルギーが高いので、ディグレーダーフォイルやガス入り磁石など、原子核物理学から借りた方法でこれらを分離することができます。 個々のイオンは、シリコン表面障壁検出器、電離箱、飛行時間型望遠鏡などを用いて、最終的に単一イオン計数法で検出されます。 イオンの高エネルギーのおかげで、これらの検出器は核電荷の決定によってバックグラウンドのアイソバーをさらに同定することができます。 AMSを実現する方法は他にもありますが、いずれもストリッピングによる分子破壊の前に高い運動エネルギーを作り出し、その後シングルイオン計数を行うことで、質量選択性と特異性を向上させるという仕組みになっています
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