Inom arkeologin används ICP-MS på arkeologiskt fyndmaterial såsom jord, ben, metaller, keramik med mera. Denna metod har visat sig särskilt användbar för att identifiera aktivitetsytor, undersöka föroreningar från metallhantering och utföra proveniensbestämningar, vilket kan ge viktig information om handelsvägar och ursprung för material.

Med ICP-MS går det att analysera de flesta grundämnen, från natrium (Na) och högre i det periodiska systemet, med undantag för kisel (Si). Även fosfor (P) och svavel (S) är utmanande att analysera, eftersom de har hög jonisationspotential och kan påverkas av interferenser från andra ämnen i provet. Förutom att bestämma grundämnessammansättningar kan ICP-MS också användas för att analysera isotoper av vissa grundämnen, såsom bly (Pb) och strontium (Sr).

För att möjliggöra effektiv analys ska prover som skickas för ICP-MS vara torra och förpackas i plastpåsar (undvik aluminiumfolie, som kan påverka resultaten). För jordprover rekommenderas cirka 1 dl, medan prover av ben, metaller och keramik bör vara minst 1 gram. För jordprover är det också värdefullt att inkludera referensprover från områden utanför det aktuella undersökningsområdet, vilket kan bidra till att sätta de analyserade proverna i ett större kontext och ge mer exakta resultat. Det är viktigt att notera att provtagningen innebär åverkan på det som skall analyseras, så dokumentation av föremålen innan de skickas till AFL är rekommenderat. Proverna löses upp is syra innan analys.