二次离子质谱仪（SIMS）又称离子探针，是一种使用离子束轰击的方式使样品电离，进而分析样品元素同位素组成和丰度的仪器。
　　二次离子质谱仪工作原理是离子源打到样品表面引起表面原子、分子或原子团的二次发射（离子溅射），溅射出来的离子即为二次离子，利用质量分析器接收分析二次离子得到二次离子质谱。二次离子质谱仪用离子源包括Ar+、Xe+、O2+、Cs+、C60+等。
　　二次离子质谱仪具有高空间分辨率（可达亚微米级）、高精度、高灵敏度、检测限低（一般为ppm-ppb级）、元素测试范围广等特点，是目前最为先进的微区分析仪器之一，在材料科学、电子、半导体、新能源、生物医药等领域应用空间广阔。
　　质谱仪是多个领域不可缺少的分析仪器，2024年全球质谱仪市场规模超520亿元以上，预计2030年将达到700亿元左右。质谱仪技术壁垒高，赛默飞、安捷伦、丹纳赫（SCIEX）、沃特世、日本岛津等企业技术先进，在全球及我国质谱仪市场上占据主导地位，尤其是美国企业，我国研发起步晚，进口依赖度较高。
　　国际二次离子质谱仪供应商包括日本ULVAC-PHI、法国CAMECA公司（已被美国阿美特克收购）、澳大利亚ASI、德国IONTOF（主要为飞行时间二次离子质谱仪）等。
　　21世纪以来，我国政府对科研仪器研发应用的重视度提升，质谱仪国产化取得了良好成果。在二次离子质谱仪方面，我国相关企业包括山西中科潞安紫外光电科技有限公司、北京雪迪龙科技股份有限公司、陕西威思曼高压电源股份有限公司等。
　　根据微区分析能力不同，二次离子质谱仪分为非成像型、扫描成像型、直接成像型二次离子质谱仪；根据一次束能量和分析纵向不同，二次离子质谱仪分为静态（SSIMS）、动态（DSIMS）二次离子质谱仪两种。
 　二次离子质谱仪是目前最为先进的微区分析仪器之一，可检测出极低浓度的杂质和掺杂剂，潜在应用场景广泛。二次离子质谱仪技术壁垒高，在商业化层面，国产二次离子质谱仪缺乏典型的应用成果，我国还大量依赖进口，但在国际矛盾日益加剧的背景下，二次离子质谱仪国产化生产需求迫切。