元素空心陰極燈的陰極是由被分析元素或含有被分析元素的物質制成，如果金屬在空氣中穩定并具有高熔點，則陰極材料一般使用純金屬，如果金屬本身在空氣中比較活潑，或具有較高的相對蒸汽壓，則一般使用金屬的氧化物或鹵化物。粉末技術也應用于制造含有多種被分析金屬的多元素燈，元素空心陰極燈的發射強度取決于電流密度，陰極溫度較低，熱變寬也很??；同時，因為氣體密度低，自吸變寬也不存在，基本滿足發射譜線的半寬度窄、譜線強度大且穩定、譜線背景小、操作方便和經久耐用等銳線光源的基本要求。并且，當采用較大的燈電流時，所發射譜線半寬度變寬和譜線強度增高，此時檢測器的負高壓降低，吸光度讀數穩定。

 

    元素空心陰極燈封入的氣體必須是單分子氣體以避免分子震動光譜，因而一般使用惰性的稀有氣體。這是由于其具有更高的電離電 位以便具有更高的發射強度。只用于氖氣的發射線與被測元素的發射線非常接近的情況下。用于氦氣的質量數較低不僅造成其濺射效應明顯較小，而且還會因其氣體快速耗盡造成燈的壽命縮短，封入的低壓氣體耗盡是由于元素空心陰極燈的表面材料吸收造成的。當封入的氣體壓力低于規定值時則無法持續放電，此時燈的壽命即達到終點。雖然燈仍然能點亮，但已經不能發射出被測元素的共振線了。