弧光灯适用的填充气体范围从氢气到氙气，包括汞-氩气和钠-氩气。汞弧光是非常有效的紫外源，其大部分输出在紫外波段(特别接近254nm)。氢和氘灯在紫外波段能产生强连续光谱，短波输出主要受限于窗口的光源透过性能。
外界电场加速放电管中的电子，通过气体(包括某些金属蒸气)放电而导致原子发光的光谱，如日光灯，汞灯，钠灯，金属卤化物灯气体放电有弧光放电和辉光放电两种，放电电压有低气压、高气压和超高气压 3种。弧光放电光源包括:荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯，高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯。此种光源具有分立的线状谱。
正常状态下气体不是导体。当气体原子受到具有一定能量的电子碰撞时会被激发和电离而发光。当放电电流很小时，放电处于辉光放电阶段;放电电流增大到一定程度时，气体放电呈低电压大电流放电，这就是弧光放电。
