加速器质谱仪（简称AMS）就是把加速器技术（一种把带电粒子加速到高能量的装置）结合质谱仪技术（一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器）而构成的一种超高灵敏度质谱分析设备。它分析的灵敏度可达10^-12-10^-16,也就是可以从千万亿个被测量的原子中把一个所要探测的原子(如放射性¹⁴C原子)分辨出来。AMS的高灵敏度特点也导致了另一个优点,就是可以进行微量分析,它所需的样品量可以少于1mg。所以AMS成为精确探测微量的长寿命放射性同位素的最前沿的大型仪器装备。

天然的长寿命放射性核素(如¹⁰Be、 ^14C、 ²⁶Al和 ¹²⁹I)都是宇宙射线在大气层中核反应的产物,它们通过降雨或降尘沉降到地表（海洋、冰川、陆地等）。当它们深埋在海底、冰芯和地层与大气隔绝后，放射性强度就不断衰减。测量沉积物上残留的放射性强度，就能推算出它们的年代，也叫断代，这种方法叫“衰变法”。由于这些长寿命放射性核素的半衰期很长，¹⁰Be（1.5×10⁶年）、¹⁴C(5730年)、²⁶Al(7.0×10⁵年)、以及¹²⁹I（1.6×10⁷年），所以衰变法测量时间长，所需样品量多，它不适合测量半衰期比¹⁴C长的其它核素。即使是测量半衰期较短的¹⁴C，一克现代碳样品，每分钟只有13次放射计数。而一克现代碳样品中实际上却包含了六百五十亿个¹⁴C原子。如果我们直接测量样品中的¹⁴C原子数，测量计数率将大大提高。AMS正是测量样品中的放射性同位素原子与稳定同位素原子间的比值。与传统的衰变法相比,AMS的探测灵敏度提高了十万倍,而所需样品量减少了一千倍。

因此，AMS方法是核科学中离子束分析的一门新技术,是加速器技术的一个正在迅速发展着的重大应用领域。由于长寿命放射性核素既可作为年代计测定样品的年龄,它又能作为示踪计反映古气候变化、古地球磁场变化等自然现象，所以AMS广泛应用于考古学、天文学和地球科学，现正扩展应用到生命科学、现代环境和材料科学。