dove <chem>rappresenta la densità degli ioni prodotti dalla reazione, <chem>H_3O^+</chem> la densità degli ioni primari in assenza di molecole reagenti nel gas di trasporto, <chem>k</chem> la costante di velocità e <chem>t</chem> il tempo medio necessario per attraversare la zona di reazione. Gli strumenti che sfruttano la PTR-MS permettono di misurare la densità sia dei prodotti di reazione che degli ioni primari, la costante di velocità <chem>k</chem> è nota per numerose sostanze e il tempo di reazione <chem>t</chem> può essere calcolato a partire dai parametri impostati sul dispositivo. Di conseguenza, le concentrazioni assolute dei composti, <chem>[R</chem>, possono essere calcolate senza effettuare calibrazioni con gas a concentrazioni note. La PTR-MS può essere anche utilizzata in modalità combinata insieme alla GC-MS.