蛋白质组学的研究的工作不仅聚焦于细胞不同生长时期或是疾病条件下的蛋白质表达水平变化，许多至关重要的生命进程不仅由蛋白质相对丰度控制，更重要的是被时空特异分布的、可逆的翻译后修饰所调控，因而揭示翻译后修饰发生规律是解析蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提。蛋白质发生翻译后修饰时其分子质量会发生响应的改变，通过质谱能够精确测定蛋白质或多肽的分子质量。同时，发生翻译后修饰的蛋白质再样本中含量低且动态范围广，所以在质谱检测前需要对发生修饰的蛋白质或肽段进行富集。
在蛋白翻译后修饰方式的鉴定过程中，蛋白会首先被酶切成肽段，然后进入质谱进行分析。通过质谱分析，得到的是一系列肽段的分子质量信息。对于某一个特定肽段而言，在没有发生任何翻译后修饰的情况下，其序列信息和分子量是确定的。当它发生了某种翻译后修饰之后，例如磷酸化修饰，由于序列信息和分子量是确定的，磷酸根的分子量也是确定的。在质谱检测过程中发现其中的部分肽段的分子量刚好增加了一个磷酸根的分子量，假设这个肽段就发生了磷酸化修饰，再通过二级质谱图进行二次确认。