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目的通过对天麻药材多元指纹图谱进行研究，对天麻进行高分辨质谱表征，运用模式识别技术建立相关统计学模型，并建立基于定量指纹图谱的天麻药材多指标成分含量测定方法，同时关注外源性污染物，全面提高天麻药材质量控制水平。方法采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱仪对不同产地、不同品种天麻药材指纹峰进行高分辨质谱表征；通过对照品和自建天麻化合物数据库，实现对天麻中化合物的指认；通过主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）等模式识别技术对天麻药材进行分类，并从多维高分辨质谱数据中找到各类样品组间具有统计学意义的差异标志物。采用超高效液相色谱-阵列二极管检测器对天麻指纹图谱进行测定，对天麻指纹图谱进行匹配及相似度计算，运用模式识别技术对指纹图谱进行分析；选择最具代表性的化合物天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛和巴利森苷作为指标成分，对天麻中多指标成分含量方法进行研究。同时对天麻外源性污染情况进行研究：采用免疫亲和柱净化、超高液相色谱-三重四级杆质谱测定天麻药材中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的含量；采用原子吸收光谱石墨炉法对天麻中铅、镉、铜，氢化物发生-原子荧光光谱法对砷、汞进行含量测定；采用气相色谱法对天麻中九种有机氯农药残留进行研究。结果对60批天麻药材进行高分辨质谱表征，鉴定了48个化合物；建立可以区分产地的天麻PCA和PLS-DA模型对天麻进行分类，并利用建立的PLS-DA模型对天麻产地进行预测；在两个模型中找到并鉴定不同来源天麻药材中5个具有统计学意义的差异标志物分别为天麻素、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C和巴利森苷E。指认了天麻药材液相色谱指纹图谱26个共有峰中的6个；从天麻PCA和PLS-DA模型中指认2个差异标志物；建立基于定量指纹图谱的多指标含量测定方法。天麻外源性污染研究结果表明，除3批天麻药材的重金属含量超标外，其余指标均合格，各样品均未检出黄曲霉毒素和有机氯农药残留。结论应用模式识别技术和相关统计学模型完成天麻药材高分辨指纹图谱、指纹图谱和多指标含量测定及外源性污染物含量测定研究，建立客观、科学的天麻质量控制方法，为天麻药材深度开发提供科学依据。