由MALDI、DESI或SIMS等离子源在组织切片表面逐点电离，飞行时间或轨道阱质量分析器同步记录m/z，软件把空间坐标与信号强度叠加成图像，实现<5 μm甚至25 nm的分子定位。无需标记、一次扫描可同时可视化蛋白质、脂质、代谢物、药物及其代谢物，兼顾形态学背景与化学信息。技术路线覆盖t-MALDI-2（亚细胞1 μm、激光后电离提升灵敏度）、GCIB-SIMS（25 nm超高分辨、低丰度磷脂成像）和DESI-MS（常压6 μm、活细胞原位分析），形成“亚细胞-单细胞-组织微环境”多尺度成像体系。