原子熒光空心陰極燈由陰極、陽極和屏蔽層組合而成，陰極大多數位純金屬或合金，對于一些貴金屬，則將其制成薄片襯在支持電極上，陰極在中間為空桶形狀。陽極則為一焊有鉭片或鈦絲的鎢棒，因為鉭片或鈦絲具有吸氣作用，在高溫下可以吸收少量有害氣體，屏蔽層為防止陰陽極的擊穿，在陰陽極間設有屏蔽層。

　　當燈的正負極加以400V電壓時，便開始輝光放電。這時電子離開陰極，在飛向陽極過程中，受到陽極加速，與惰性氣體原子碰撞，并使之電離。帶正電荷的惰性氣體從電場獲得動能，向陰極表面撞擊，只要能克服金屬表面的晶格能，就能將原子由晶格中濺射出來，從而產生陰極物質的共振線。由于燈內壓力很低，壓力變寬小，因而產生的共振線是銳線光源。

　　原子熒光空心陰極燈屬于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，所以普通空心陰極燈具有將原子濺射出來的作用。

　　原子熒光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。