正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面时，就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外，阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发，元素空心阴极灯发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时，HCL所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。被溅射和热蒸发出来的阴极内表面的原子进入空心阴极空问内，与放电过程中被加速运动的正离子、二次电子以及气体原子之间发生非弹性碰撞。

 

    因为元素空心阴极灯内填充气体压力低，压力变宽很小，阴极温度较低，热变宽也很小；同时，因为气体密度低，自吸变宽也不存在。   HCL基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。并且，当采用较大的灯电流时，HCL所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高，此时检测器的负高压降低，吸光度读数稳定。保持放电的工作电压比起辉电压低。阴极内表面在被轰击的过程中，因受热使原子热蒸发逸出，对低熔点易挥发更加明显。元素空心阴极灯具有较大加速运动的正离子群，轰击阴极内表明，使其原子被溅射出来。从而获得能量被激发到高能态。当它回到基态时，以辐射特征波长的形式，将得到的能量释放出来。