電弧管內(nèi)充有***、惰性氣體和一種以上的金屬鹵化物。工作時，***蒸發(fā)，電弧管內(nèi)***蒸氣壓達幾個大氣壓（零點幾個兆帕）；鹵化物也從管壁上蒸發(fā)，擴散進入高溫電弧柱內(nèi)分解，金屬原子被電離激發(fā)，輻射出特征譜線。當金屬離子擴散返回管壁時，在靠近管壁的較冷區(qū)域中與鹵原子相遇，并且重新結合生成鹵化物分子。這種循環(huán)過程不斷地向電弧提供金屬蒸氣。電弧軸心處的金屬蒸氣分壓與管壁處鹵化物蒸氣的分壓相近，一般為 1330～13300Pa。通常采用的金屬平均激發(fā)電位為4eV左右，而***的激發(fā)電位為7.8eV。金屬光譜的總輻射功率可以大幅度超過***的輻射功率。結果，典型的金屬鹵化物燈輸出的譜線主要是金屬光譜。充填不同種金屬鹵化物可改善燈的顯色性（平均顯色指數(shù)Ra為70～95）