氙氣燈的工作原理是這樣的。

接通電源后，通過變壓器瞬間將 12V 電源升高到 20000 伏以上的高壓脈沖電壓，從而激活氙氣燈泡中的氙氣。

氙氣燈沒有燈絲，是利用兩電極之間的電弧來發光的。

安定器能將蓄電池 12V 的直流電壓，經過一系列動作后，產生瞬間 23000V 的點火高壓對燈頭進行點火，點亮后再維持 85V 的交流電壓。

氙氣燈在幾微秒內就能將車上的 12V 電壓升壓到 23000V，在石英燈泡內的金屬電極之間施加高壓脈沖，使燈泡內的物質在電弧中被激發電離，產生強光。這種碰撞激發是由高溫引起的，隨著壓力增加，譜線變寬，形成帶譜。

燈開關打開瞬間，氙燈能產生與 55W 鹵素燈相同的亮度，總光通量在 3 秒左右達到。

燈內高壓氙氣能縮短燈的點亮時間，燈的發光顏色由氙氣、汞蒸氣和燈泡內少量金屬鹵化物決定。

氙氣燈的色溫在 4000K - 6000K 之間，比普通大燈燈泡的色溫高很多，亮度高。4300K 氙燈的光色為白色和微黃色，因為色溫低，視覺效果偏黃，光線的穿透力比高色溫的燈更強，能提高夜間和霧天的安全駕駛。

汽車上普通鎢絲燈泡功率 55 瓦，而氙氣燈功率只有 35 瓦，能明顯減輕汽車動力系統的負擔。

一套氙氣燈組件主要由氙氣燈、鎮流器、線束等組成，線束一般采用阻燃材料做成，通過加大電源線的截面積，提高電流通過能力，保證氙氣燈正常工作。