Mit Tiefenprofilen wird die Zusammensetzung einer Beschichtung, eines Schichtaufbaus bzw. einer Produktoberfläche in Abhängigkeit von der Tiefe betrachtet. Zur für eine solche Sputtertiefemprofilanalyse wird in der Regel die Probenoberfläche mit geeigneten Verfahren abgetragen. Dies kann entweder kontinuierlich erfolgen (dynamische SIMS, GDOS) oder iterativ (TOF-SIMS, XPS, AES).

Bei dem iterativen Verfahren wird zunächst die Oberfläche ein definiertes Stück abgetragen. Dies geschieht meist durch Abtragen mit Ionen (quasi lokales Ionenätzen). Danach wird die so freigelegte "neue" Oberflächen analysiert, gefolgt von erneutem Abtragen und Messen. Diese iterativen Schritte wiederholt man bis die erforderliche Tiefe erreicht ist. Je nach verwendetem Analyseverfahren und der genauen Art wie der Materialabtrag vorgenommen wird können dabei unterschiedliche Informationen gewonnen werden.

Nicht zu verwechseln ist dieses Verfahren mit der Analyse von Schichtstrukturen am Querschnitt, wie sie beispielsweise bei der Analyse von metallografischen Querschnitten im Rasterelektronenmikroskop vorgenommen wird. Bei solchen Untersuchungen kann auch, durch die Kombination mit einer EDX-Analyse, die Elementzusammensetzung der verschiedenen Schichten und somit der Schichtaufbau untersucht werden. Dieses verfahren ist jedoch geeigneter für dickere Schichten bzw. Schichtsysteme.

Sputtertiefenprofile werden typischerweise für Schichtsysteme mit einer zu untersuchenden Gesamtdicke unter 1 bis 2µm eingesetzt. Bei dickeren Schichtsystemen sind meist metallografische Schliffe die bessere Wahl.