Bij kwalitatieve analyse wordt het onbekende spectrum vergeleken met een bekend spectrum in een bibliotheek. Elk gas wordt 'definitief bepaald' door zijn spectrum. De vergelijking met bibliotheekgegevens is een eenvoudig patroonherkenningsproces. Afhankelijk van de beschikbaarheid kan de vergelijking worden uitgevoerd met behulp van een aantal hulpmiddelen. Bijvoorbeeld volgens de positie, grootte en volgorde van de vijf of tien hoogste pieken. Uiteraard is een vergelijking pas mogelijk nadat het spectrum is gestandaardiseerd, door de hoogte van de hoogste lijn gelijk te stellen aan 100 of 1000 (zie tabel 4,5 als voorbeeld). 

De vergelijking kan handmatig worden uitgevoerd op basis van verzamelingen van tabellen (bijvoorbeeld A. Cornu & R. Massot: Compilation of Mass Spectral Data) of met computerondersteuning; er kunnen grote databases worden gebruikt (bijvoorbeeld Mass Spectral Data Base, Royal Society of Chemistry, Cambridge). 

Bij het maken van vergelijkingen met bibliotheekinformatie moet erop worden gelet of identieke ionenbronnen of minstens identieke elektronenimpactenergieën werden gebruikt. 

Al deze mogelijkheden zijn echter over het algemeen te uitgebreid voor de problemen die zich in vacuümtechnologie voordoen. Veel commerciële massaspectrometers kunnen een aantal bibliotheekspectra op het scherm weergeven, zodat de gebruiker onmiddellijk kan zien of de 'bibliotheekstof' in de gemeten stof aanwezig is. Gewoonlijk was het gemeten spectrum het resultaat van een mengsel van gassen en het is bijzonder handig als het scherm de mogelijkheid biedt om de spectra van afzonderlijke (of meerdere) gassen (proefsgewijs) van het gemeten spectrum af te trekken. Het gas kan alleen aanwezig zijn wanneer de aftrek geen negatieve waarden oplevert voor de grote pieken. Afbeelding 4,16 toont een dergelijke stapsgewijze aftrekprocedure met behulp van de Transpector-Ware-software. 

Ongeacht hoe de kwalitatieve analyse is opgesteld, is het resultaat altijd slechts een 'suggestie', d.w.z. een veronderstelling over welke gassen het mengsel kan bevatten. Dit voorstel zal nog onderzocht moeten worden, bv. door rekening te houden met de waarschijnlijkheid dat een bepaalde stof in het spectrum zou voorkomen. Bovendien kan het vastleggen van een nieuw spectrum voor deze stof helpen om duidelijkheid te bereiken.