空心陰極燈是一種特殊形式的低壓氣體放電光源，放電集中于陰極空腔內。當在兩極之間施加200V-500V電壓時，便產生輝光放電。在電場作用下，電子在飛向陽極的途中，與載氣原子碰撞并使之電離，放出二次電子，使電子與正離子數目增加，以維持放電。正離子從電場獲得動能。如果正離子的動能足以克服金屬陰極表面的晶格能，當其撞擊在陰極表面時，就可以將原子從晶格中濺射出來，所以空心陰極燈具有將原子濺射出來的作用。

　　陰極在受熱過程中中也要導致陰極表面元素的熱蒸發，濺射與蒸發出來的原子進入空腔內，再與電子、原子、離子等發生第二類碰撞而受到激發，發射出相應元素的特征的共振輻射。與此同時，空心陰極燈所發射的譜線中還包含了內充氣、陰極材料和雜質元素等譜線。

　　空心陰極燈在使用時注意極性不能接反，為了使燈發光強度穩定，在工作電流下預熱10-30分鐘，燈長期不用，應定期點燃，一般在工作電流下預熱一小時。長期擱置，燈內有雜質存在，可以采用反接去氣法，顛倒電極用大電流點燈30分鐘。因為空心陰極燈是一種特殊形式的低壓氣體放電光源，在操作時一定要按照規范進行，避免對陰極產生影響。

　　空心陰極燈的正確保養方法如下：

　　1.使用低熔點元素(如As、Se等)的空心陰極燈時，應避免有較大的振動，用畢不能立即更換其他燈，需要冷卻后再換。

　　2.取放或裝卸空心陰極燈時，應拿燈座，不要拿燈管，更不要碰燈的石英窗口，以防止燈管破裂或窗口被沾污，異致光能量下降。如發現窗口有油污、手印或其他污垢，可用脫脂棉沾上酒精來輕輕擦試。

　　3.空心陰極燈一旦打碎，陰極物質暴露在外面，為了防止陰極材料上的某些有害元素影響人體健康，應按規定對有害材料進行處理，切勿隨便亂丟。

　　4.打開燈電源開關后，應慢慢將電流調至規定值，驟然將燈電流升至規定值會使陰極表面發生噴射，影響燈的使用壽命，嚴重時還會使陰極遭道到破壞。

　　5.空心陰極燈如長期擱置不用，將會因漏氣、氣體吸附等原因而不能正常使用，甚至不能點燃。所以，每隔3-4個月，應將不常用的燈通電點燃2-3小時，以保持燈的性能并延長其使用壽命。