L'électrophorèse capillaire couplée à la spectrométrie de masse (CE-MS) est utilisée avec succès dans de nombreuses applications depuis quelques années. Cependant, en toxicologie clinique et forensique, son usage reste très limité et confiné à des applications spécifiques. En effet, les techniques chromatographiques sont largement utilisées, que ce soit dans les approches de criblage générique ou lors de la quantification de composés d'intérêt. De par son orthogonalité, le couplage CE-MS permet d'offrir une alternative de choix pour des applications où la chromatographie montre ses limites ou en tant que technique de confirmation. La présente thèse se focalise sur le développement de méthodes CE-MS particulièrement sensibles. En effet, en raison des très faibles volumes d'échantillon injectés, il est nécessaire de considérer l'ensemble du processus analytique afin d'augmenter la sensibilité globale, que ce soit par exemple grâce à des méthodes de préparation d'échantillon, l'implémentation de techniques de préconcentration en ligne ou l'utilisation d'analyseurs de masse très sensibles, comme présenté dans ce travail.