Chlorisotope kommen als ^35Cl und ^37Cl im Verhältnis 3:1 vor, während Bromisotope als ^79Br und ^81Br im Verhältnis 1:1 vorliegen. Das Massenspektrum von Alkylhalogeniden erzeugt typischerweise zwei unterschiedliche Molekülionen-Peaks, der Molekülionen-Peak [M] und der Molekülionen-plus-zwei-Peak [M + 2]. Die relativen Höhen dieser beiden Peaks sind proportional zu den Isotopenhäufigkeitsverhältnissen des Halogenids. Beispielsweise weisen 2-Chlorpropan und 1-Brompropan zwei Peaks mit relativen Höhen im Verhältnis 3:1 bzw. 1:1 auf.

Alkylhalogenide verlieren typischerweise ein nichtbindendes Elektron vom Halogen, um Molekülionen zu bilden. Der Basispeak resultiert aus der heterolytischen Spaltung der Kohlenstoff-Halogen-Bindung, bei der die bindenden Elektronen zum elektronegativsten Atom wandern und ein Kation und ein Halogenatom bilden. Interessanterweise wird die ⍺-Spaltung nur bei Alkylchloriden, nicht aber bei Alkylbromiden beobachtet. Bei Alkylchloriden weisen die C–Cl- und C–C-Bindungen ähnliche Stärken auf, während bei Alkylbromiden die C–Br-Bindung schwächer ist als die C–C-Bindung. Folglich bilden die Alkylchloride ein stabiles Kation, bei dem die positive Ladung zwischen den beiden Atomen geteilt wird.

Obwohl weniger häufig diskutiert, weisen Fluoralkane und Iodoalkane ein einzigartiges Fragmentierungsverhalten auf. Fluoralkane zeigen aufgrund der Stärke der C–F-Bindung und des Vorhandenseins nur eines Isotops (^19F) eine begrenzte Fragmentierung und weisen keine Isotopenpeaks auf. Iodoalkane mit ihrer schwachen C–I-Bindung und einem einzigen Isotop (^127I) fragmentieren überwiegend durch den Verlust von Iod, was zu einfacheren Spektren mit geringerer Isotopenspaltung führt.