所有白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的，zui簡單的白熾燈就是給燈絲導通足夠的電流，燈絲發熱至白熾狀態，就會發出光亮，但這種白熾燈的壽命會相當相當的短。
鹵素燈與其他白熾燈的zui大差別在于一點，就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體（通常是碘或溴），其工作原理為：當燈絲發熱時，鎢原子被蒸發后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢或溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央繼續移動，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鎢是一種很不穩定的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補被蒸發掉的部分。通過這種再生循環過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長（幾乎是白熾燈的4倍），同時由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發光效率。
鹵素燈的基本發光原理和白熾燈相同，都是熱輻射光源。不同的地方在于鹵鎢燈里面充入了特殊的工作氣體，其成分是95%的混合氣（二溴甲烷和氪氣）以及5%的高純氮，這些氣體在燈泡內建立了鹵鎢循環。具體過程是燈絲中的鎢揮發出來后，會向溫度較低的地方移動，然后在管壁處和Br2結合生成WBr2；而在溫度較高處，WBr2又會分解，生成的W會回到燈絲上，Br回到工作氣體中，這就是整個鹵鎢循環的過程。通過這樣的鹵鎢循環，燈絲上的鎢不會逐漸揮發，由于“熱點”效應而使燈絲燒斷，也不會因為鎢在燈泡殼上沉積而發黑，其壽命得到大大延長。
1、鹵素燈的功能是設置了一個可逆的化學反應，與鎢從燈絲蒸發。
2、在普通的白熾燈，這主要是沉積在鎢燈泡。鹵素循環保持燈泡清潔，并在一生中幾乎保持恒定的光輸出。
3、在中等溫度下，蒸發的鎢與鹵素反應，鹵化形成的左右移動，在充入惰性氣體。在一段時間內，將達到較高的溫度區域，在那里它離解，釋放鎢和釋放鹵素，重復該過程。
4、鹵素燈對于該反應，以便操作，整體球溫度必須高于在傳統的白熾燈。在燈泡必須熔融二氧化硅（石英）或高的熔點的玻璃（如鋁硅酸鹽玻璃）制成的。
