空心陰極燈的結構由陰極、陽極和屏蔽層組合而成，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，空心陰極燈因此得名。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(如H2)。屏蔽層為防止陰陽極的擊穿，在陰陽極間設有屏蔽層。
普通空心陰極燈的作用
1、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，所以普通空心陰極燈具有將原子濺射出來的作用。
2、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。
普通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。
