Den første fasen av instrumentet er en ionekilde der prøvene konverteres til gassfaseioner. Mange ioniseringsmetoder som ligner på de som tradisjonelt ble brukt for massespektrometri, har blitt anvendt for IM-MS, avhengig av den fysiske tilstanden til analytten. Gassfaseprøver ioniseres vanligvis med termisk desorpsjon, radioaktiv ionisering, koronautladningsionisering og fotoioniseringsteknikker. Elektrosprayionisering og sekundær elektrosprayionisering (SESI) er vanlige metoder for ionisering av prøver i løsningen. Fastfase-analytter ioniseres med matriseassistert laserdesorpsjonsionisering (MALDI) for store massemolekyler eller laserdesorpsjonsionisering (LDI) for molekyler med mindre masser.