Kvadrupolen består av fire parallelle metallstenger. Hvert motstående stangpar er koblet sammen elektrisk, og en radiofrekvens (RF) med en likestrømsforskyvning påføres mellom ett par stenger og de andre. Ioner går ned i kvadrupolen mellom stengene. Bare ioner med et bestemt masse-til-ladningsforhold når detektoren for et gitt forhold mellom spenninger: andre ioner har ustabile baner og vil kollidere med stengene. Dette tillater valg av et ion med en bestemt m/z eller tillater operatøren å skanne etter et område på m/z-verdier ved kontinuerlig å variere den påførte spenningen. Matematisk kan dette modelleres ved hjelp av Mathieu differensialligning. miniatyr|Kvadrupol masseanalysator Ideelt sett er stengene hyperbolske. Sylindriske stenger med et spesifikt forhold mellom stangdiameter og avstand gir en lettere tilvirkning tilstrekkelig tilnærming til hyperboler. Små variasjoner i forholdet har store effekter på oppløsning og toppform. Ulike produsenter velger litt forskjellige forhold for å finjustere driftsegenskapene i sammenheng med forventede applikasjonskrav. I løpet av de siste tiårene har noen produsenter produsert kvadrupolmassespektrometre med ekte hyperbolske stenger.