在的情况下日光灯的汞蒸气压力维持在较低水平，使总输入能量的60%转换为253.7 nm单线。同样，电子的跃迁需要最少的来自碰撞电子的输入能量。随着压力的增加，多次碰撞的机会也会增加。下面是水银灯的原理图。这盏灯包含一个内部石英弧管和外部硼硅玻璃外壳。石英管能承受1300K的电弧温度，而外管只能承受700K的电弧温度。
在两根管子之间填充氮气以提供隔热。这种绝缘是为了保护金属部件不因较高的电弧温度而氧化。电弧管中含有水银和氩气。它的操作功能与日光灯。弧管内有两个主电极和一个起动电极。每个主电极上都有一个钨棒，在钨棒上缠绕着一层双卷绕钨线。基本上，电极浸入钍、钙和碳酸钡的混合物中。
浸渍后，加热使这些化合物转化为氧化物。因此，它们在热和化学上都是稳定的，可以产生电子。电极通过钼箔引线通过石英管连接。
恰好当主供给电压当电压被施加到水银灯上时，这个电压会穿过起始电极和相邻的主电极(下电极)以及两个主电极(下电极和上电极)。由于起动电极与底主电极之间的间隙较小，在这一间隙内的电压梯度较大。
由于这个高的电压梯度穿过状态电极和相邻的主电极(底部)，一个局部氩弧产生，但电流受到限制使用起动电阻器。
这最初的电弧加热水银并使其蒸发，这些水银蒸气有助于很快击中主电弧。但是,电阻对于主电弧电流控制电阻器的阻值略小于初始电弧电流控制电阻器的阻值。由于这个原因，初始电弧停止和主要弧继续操作。需要5到7分钟才能使所有的汞完全蒸发。灯得到它的运行稳定状态。水银蒸气弧给出了绿色、黄色和紫色的可见光谱。但在放电过程中仍可能存在一些不可见的紫外线辐射汞蒸气因此，可以在玻璃外盖上添加磷涂层，以提高水银灯的效率。
有五种灯与磷涂层提供改善的色彩性能。随着功率的增加，磷光涂层灯的初始流明额定值有4200、8600、12100、22500和63000额定值。汞灯的平均使用寿命为24000小时，即2年8个月。
水银灯数据如下。
