I Orbitrap blir ioner fanget fordi deres elektrostatiske tiltrekning til den indre elektroden balanseres av tregheten. Dermed sykler ioner rundt den indre elektroden på elliptiske baner. I tillegg beveger ionene seg frem og tilbake langs den sentrale elektrodens akse, slik at deres baner i rommet ligner helixer. På grunn av egenskapene til det kuadro-logaritmiske potensialet, er deres aksiale bevegelse harmonisk, dvs. den er helt uavhengig ikke bare av bevegelse rundt den indre elektroden, men også av alle innledende parametere for ionene bortsett fra deres masse-til-ladningsforhold m/z. Dens vinkelfrekvens er: hvor k er potensialets kraftkonstant, lik fjærkonstanten.