CE的许多模式，如CZE，MEKC，CITP，CGE和ACE以及CEC等都能与质谱检测器成功地连接，其中应用较多的仍是CZE-MS。MEKC由于添加表面活性剂形成的胶束会抑制样品离子的信号，所以MEKC-MS使用较少。与CE相连的MS最常用的电离方式是ESI，可以直接把样品分子从液相转移到气相，而且可以测定分子量较大的样品。与CE相连的质谱仪主要有三元四极（QQQ）质谱仪，离子阱（TTT）质谱仪，傅立叶转换离子回旋加速器共振（FT-ICQ）质谱仪和飞行时间（TOF）质谱仪等，前两者较为常用。CE-MS常用的接口有无套管接口，液体接合接口和同轴套管流体接口等三种，后两种接口均在毛细管流出部分引入补充流体，以维持一个稳定的电喷雾流。CE-MS所使用的缓冲液最好是易挥发、低浓度，可获得较好的离子流响应。与质谱相连的CE中常使用加入较高含量的有机溶剂（例如甲醇、乙睛）的缓冲液或者使用非水毛细管电泳，有利于离子喷雾过程，可以增进检测的灵敏度。天然植物药各组分之间以及药物与其代谢产物之间往往结构比较相似，用CE-MS无论对分离及鉴定都显示了优势。Henion等用同轴套管流体接口，全扫描质谱方式分离了8种合成的异哇琳生物碱，对威氏黄柏（Phenllodendron wilsonii）树皮中的8种组分进行了分离并鉴定了其中的6种。Unge等用同样接口将卢竹碱等巧种叫垛类生物碱和生物胺基线分离。此外，离子喷雾（Ionspray，ISP），大气压化学电离（APCI）等也被应用在CE－MS中。