Наиболее чувствительным и универсальным течеискателем для сверхвысоковакуумных систем является устройство на основе масс-спектрометра, настроенного на одну массу, соответствующую пробному газу. Для этих целей может быть использован масс-спектрометр практически любого типа, однако большинство серийных масс-спектрометрических течеискателей построено на основе магнитно-секторного анализатора.

Для достижения максимальной чувствительности приходится до некоторой степени жертвовать разрешающей способностью. Поэтому в качестве пробного газа необходимо использовать такой газ, который:

а) характеризуется массовым числом, отличным от массовых чисел других газов; б) легко может быть идентифицирован; в) содержится в атмосферном воздухе в минимальном количестве. Гелий, массовое число которого равно 4, удовлетворяет всем этим требованиям и, с учетом его инертности, является идеальным пробным газом. Основанные на использовании гелия масс-спектрометрические течеискатели обычно называют гелиевыми течеискателями.

В большинстве этих приборов применены 90°- и 180°-ные магнитные анализаторы секторного типа с источниками ионов конструкции Нира и обычным коллектором ионов. Ширина щели выбирается таким образом, чтобы обеспечить оптимальные чувствительность и разрешающую способность прибора. Поскольку необходимая разрешающая способность не превышает 4 ед. массы, ширина щели и, следовательно, ионный ток и чувствительность течеискателя могут быть значительно выше, чем у масс-спектрометрического анализатора остаточного газа. Однако, хотя молекулярные массы таких остаточных газов, как N2, O2 и паров H2O, отличны от 4 а.е.м., они часто могут вызывать фоновый сигнал.