Prøver oppdaget på en SELDI-overflate blir vanligvis analysert ved bruk av massespektrometri. En bestrålingslaser ioniserer peptider fra krystaller av prøven/matriksblandingen. Matrisen absorberer energien til laserpulsen, forhindrer ødeleggelse av molekylet, og overfører ladning til prøvemolekylene og danner ioner. Ionene akselereres deretter kort gjennom et elektrisk potensial og beveger seg nedover et feltfritt flyrør hvor de er atskilt med hastighetsforskjellene. Masse-til-ladningsforholdet for hvert ion kan bestemmes ut fra lengden på røret, den kinetiske energien gitt til ioner av det elektriske feltet, og hastigheten til ionene i røret. Hastigheten til ionene er omvendt proporsjonal med kvadratroten av ionets masse-til-ladningsforhold; ioner med lave masse-til-ladningsforhold oppdages tidligere enn ioner med høye masse-til-ladningsforhold.