最初，質譜主要用于新生兒篩查和有機代謝紊亂的臨床實驗室診斷。如今，液相色譜-串聯質譜法因其多功能性、敏感性和特異性，已成為兒科實驗室新生兒篩查項目的領先技術。例如，它用于測量中鏈酰基輔酶a脫氫酶缺乏癥(MCADD)和其他氨基酸疾病(如苯丙酮尿癥)中的酰基肉堿。表1列出了一些通常由液相色譜-串聯質譜法進行的測試


　　治療監測是另一門學科，其中液相色譜-串聯質譜法可用于定量測量藥物。最初，許多臨床實驗室使用液相色譜-質譜/質譜來測量免疫抑制藥物，如環孢菌素A、他克莫司、西羅莫司、依維莫司和/或霉酚酸。在某些情況下，沒有替代方法來測量西羅莫司或依維莫司，這促使實驗室將這些測試發送給參考實驗室。因此，許多實驗室采用液相色譜-質譜/質譜作為一種方式來應對高昂的傳輸成本，并滿足移植醫生對患者護理周轉時間(TAT)的要求。


　　在測量免疫抑制劑時，液相色譜-質譜/質譜相對于免疫分析的另一個優勢是它可以在一次分析中找到多種分析物。對于開多種藥物(如西羅莫司聯合環孢素A或他克莫司)的患者，或者當患者從一種免疫抑制劑切換到另一種時，使用LC-MS/MS的實驗室可以在一次分析中同時測量兩種藥物，從而節省時間和金錢。其他常用的監測藥物包括抗癲癇藥(拉莫三嗪和左乙拉西坦)、抗真菌藥(泊沙康唑)和抗抑郁藥(阿米替林)。

　　更專業的TDM應用包括測量抗腫瘤藥物，如白消安。對于白消安，在給藥后的不同時間點采集血樣，以測量其濃度并確定曲線下的面積。該藥動學試驗用于計算藥物清除率并提供估計劑量以使毒性最小化，同時在成人和兒童造血干細胞移植前達到適當濃度以完全消融骨髓。LC-MS/MS提供了一種非常經濟、快速的解決方案，可以滿足白藥師和腫瘤醫師的TAT需求。在毒理學方面，氣相色譜-質譜已成為對濫用藥物和處方藥(如苯二氮卓類和阿片類)進行確證試驗的最廣泛使用的技術。目前，許多毒理學實驗室正在從氣相色譜-質譜轉向液相色譜-質譜/質譜，并在通量和成本節約方面取得了顯著進步。雖然液相色譜-質譜/質譜系統的初始成本遠高于氣相色譜-質譜系統，但實驗室可以使用快速、簡單、廉價的樣品制備方法，而無需額外的成本和時間來衍生樣品。這些改進，加上更短的分析時間和多路復用能力，為實驗室提供了額外的吞吐量和容量。內分泌學是液相色譜-串聯質譜法在臨床檢驗中發揮重要作用的另一個領域。交叉反應/特異性問題、基質效應和嗜異性抗體只是影響內分泌學中使用的免疫測定的臨床有效性的一些限制。例如，脫氫表雄酮(DHEAS)是睪酮免疫測定(1)中已知的干擾物質，因為這些類固醇之間的結構相似。

       此外，LC-MS/MS已被證明在低濃度下對許多性類固醇(包括女性睪酮和雌二醇)具有優異的性能和敏感性。內分泌學會和美國泌尿學會的指南也強調了性類固醇免疫分析的局限性，并顯示質譜優勢。與在單獨的免疫測定中測量單一類固醇相比，液相色譜-質譜/質譜的其他優勢包括擴展的測量范圍和一次測量多種類固醇的能力，這被稱為完整的類固醇光譜。其他相關的液相色譜-質譜/質譜應用包括測量甲狀腺素、尿皮質醇和25-羥基維生素D.血漿游離后腎上腺素是另一種重要的檢查，通常由液相色譜-質譜/質譜進行，以診斷分泌兒茶酚胺的嗜鉻細胞瘤或副神經節瘤。

　　液相色譜-質譜/質譜的另一個擴展領域是蛋白質組學。雖然液相色譜-質譜/質譜通常對其可以測量的分子大小有限制(即m/z  2，000)，但它可以在測量前消化較大的蛋白質或肽。免疫球蛋白代表一類分子量。


　　150千道爾頓的化合物需要在液相色譜-質譜/質譜分析前消化。然而，它們是免疫、自身免疫、癌癥檢測和免疫系統功能的關鍵生物標志物。制藥公司也使用單克隆抗體作為治療各種疾病的藥物。例如，英夫利昔單抗用于治療克羅恩病和潰瘍性結腸炎，治療濃度與臨床反應和預后的改善有關。