I DESI er det en pneumatisk assistert elektrospraystråle med høy hastighet som kontinuerlig er rettet mot sondeoverflaten. Strålen danner en tynn løsningsmiddelfilm i mikrometerstørrelse på prøven der den kan desorberes. Prøven kan løsnes av den innkommende spraystrålen slik at partikler kan komme av i en utstøtningskegle av analyt som inneholder sekundære ionedråper. Mye studier går fortsatt ut på å se på prinsippene til DESI, men det er fortsatt noen ting kjent. Erosjonsdiameteren til sprayflekken dannet av DESI er kjent for å være direkte bundet til den romlige oppløsningen. Både den kjemiske sammensetningen og overflatenes struktur vil også påvirke ioniseringsprosessen. Forstøvningsgassen som brukes mest, er N satt til et typisk trykk på 160 psi. Løsningsmidlet er en kombinasjon av metanol og vann, noen ganger parret med 0,5% eddiksyre og med en strømningshastighet på 10 μL/min. Overflaten kan monteres på to forskjellige måter, en vei består av en overflateholder som kan bære 1 x 5 cm store engangsflater som ligger på en rustfri overflate. Ståloverflaten har en spenning påført for å gi et passende overflatepotensial. Overflatepotensialet som kan påføres, er det samme sprøyten kan settes til. Den andre overflaten er laget av en aluminiumsblokk som har et innebygd varmeapparat, dette gir temperaturkontroll med temperaturer opp til 300 °C med nyere trinn som har innebygd CCD- og lyskilder. Spektrene deres er like ESI. De har flerladede ioner alkalimetalladdukter og ikke-kovalente komplekser som stammer fra den kondenserte fasen av samspillet mellom prøve og løsningsmiddel. DESI avsløres å ha en mer skånsom ioniseringstilstand som fører til en mer uttalt tendens til dannelse av metalladdukt og en lavere spesifikk lading av sekundære dråper.