Sekundær ionemassespektrometri (SIMS) brukes til å analysere sammensetningen av faste overflater og tynne filmer ved å sputtere overflaten av prøven med en fokusert primær ionstråle, samle og analysere utkastede sekundære ioner. Masse/ladningsforholdene til disse sekundære ionene måles med et massespektrometer for å bestemme den elementære, isotopiske eller molekylære sammensetningen av overflaten til en dybde på 1 til 2 nm.