Ein Quadrupolmassenanalysator besteht aus vier Stäben mit rundem oder hyperbolischem Querschnitt. An diesen Stäben wird zum einen eine Wechselspannung angelegt (jeweils die gegenüberliegenden Stäbe haben das gleiche Potential), zum andern eine Gleichspannung. In Abhängigkeit von der Gleichspannung haben nur Ionen eines bestimmten m/z-Wertes eine stabile (helikale) Flugbahn durch den Quadrupol. Der Quadrupolmassenanalysator wirkt somit als Massenfilter. Auf Grund dieser Wirkungsweise werden Quadrupole in Hybridmassenspektrometern zur Isolation eines bestimmten m/z-Bereiches genutzt, um gezielt einzelne Ionen zu fragmentieren.
Wird bei einem Quadrupol die Gleichspannung ausgeschalten und nur die Wechselspannung angelegt, spricht man von einem rf-only Betrieb (rf – radio frequency). In diesem Modus ist der Quadrupol durchlässig für alle Ionen. Dieser Modus wird in Hybridmassenspektrometern (z.B. Q-TOF oder Triple-Quad-Massenspektrometer) genutzt, wenn der Quadrupol nicht für die Isolation ausgewählter Ionen genutzt wird.
Vom Quadrupol abgeleitet sind Hexapole und Octapole, die allerdings nur im rf-only Modus genutzt werden. Eine Filterung von Ionen eines bestimmten m/z-Wertes ist mit Hexapolen und Octapolen nicht möglich, sie werden daher ausschließlich als Ionenleiter und Kollisionszellen genutzt.