Znając masę jednego jonu, można wyznaczyć masę innego jonu.
Do pomiaru masy wykorzystuje się cyklotronowy rezonans jonów (ICR, ), jak również cyklotronowy rezonans jonów z fourierowską transformacją wyników (FT-ICR, ). W metodzie cyklotronowego rezonans jonów z fourierowską transformacją wyników rejestruje się sygnały wytwarzane w elektrodach przez poruszające się w pułapce jony. Tak zebrana zależność napięcia od czasu jest poddawana przetworzeniu komputerowemu, aby uzyskać masę jonów krążących w pułapce. Technika ta nie niszczy jonów krążących w pułapce; mogą one być dalej przetwarzane i selekcjonowane. Wykorzystując techniki usuwania jonów z pułapki można w pułapce pozostawić jeden jon i badać jego właściwości.
Pułapki Penninga są używane do precyzyjnego wyznaczania masy cząstek i atomów. Dokładność względna pomiaru masy w pułapkach Penninga sięga 1 do 10^{11}. Z taką dokładnością wyznaczono masy np. helu-3, trytu.
Urządzenie do precyzyjnego pomiaru masy krótkożyjących nuklidów ISOLTRAP w CERN zawiera dwie pułapki Penninga: wstępną do selekcji jonów i przechowywania ich oraz precyzyjną do pomiaru masy.