Podobnie jak żarówki, źródła halogenowe są promiennikami ciepła. Skrętka zbudowana z żaroodpornego wolframu, umieszczona jest w balonie wypełnionym szlachetnym gazem. Pod wpływem przepływającego prądu elektrycznego skrętka rozszerza się, co powoduje wydzielenie energii świetlnej i cieplnej. Żarzenie skrętki doprowadza do parowania cząsteczek wolframu, które jako czarny osad zalęgają na wewnętrznej powłoce balona. Proces ten zostaje zahamowany w wyniku wzrostu ciśnienia gazu wewnątrz balona. W tradycyjnej żarówce z powodu niskiej stabilności balona oraz z uwagi na rozmiar, nie ma możliwości dalszego podwyższenia ciśnienia gazu. Im temperatura skrętki wyższa, tym więcej światła ulega wyemitowaniu. W tym samym czasie następuje przyśpieszone parowanie wolframu, co wiąże się z obniżeniem żywotności żarówki. Zwiększenie napięcia jedynie o 5% spowoduje wzrost emisji światła o 25% i zmniejszenie żywotności o 50%.
W przypadku lamp halogenowych wyeliminowano większość tych negatywnych czynników. Balon lampy halogenowej, wielokrotnie mniejszy od żarówki, wykonany jest ze szkła kwarcowego ( żaroodpornego), a przez swe małe rozmiary zapewnia stabilność. Zwiększone zostało ciśnienie gazu, co wpłynęło na zmniejszenie szybkości parowanie wolframu. Użycie domieszki halogenu do gazu wypełniającego balon, spowodowało, że cykl halogenowy zapobiega zaczernianiu balona, a tym samym gwarantuje jednakowy stały strumień świetny. Cząsteczki wolframu łącza się z cząsteczkami halogenu w temperaturze 1400 0C. nie osiągnąwszy powierzchni balona. W wyniku cyrkulacji termicznej ta wolframowo- halogenowa mieszanina dociera w pobliże rozżarzonej skrętki. I w wyniku różnicy temperatur ulega rozpadowi. Na skrętce ponownie dochodzi do osadzenia cząsteczek wolframu, a do obiegu powracają cząsteczki halogenu.
Wyżej wymieniony proces ma wiele zalet:
- dzięki stałemu odnawianiu się skrętki wydłuża się żywotność lampy halogenowej,
- powstały strumień świetlny wciągu całego okresu żywotności jest taksami intensywny dzięki nie zaczernianiu balona przez wolfram,
- wyższa temperatura skrętki powoduje emisję większej ilości światła przy tej samej mocy lampy.
Źródła halogenowe wytwarzają miłe, jasne światło o temperaturze barwy od 300 K do 4000 K i pełniejszych właściwościach oddawania kolorów. Można je regulować płynnie i bez ograniczeń, gdyż w przypadku zredukowania przepływu prądu w pierwszej kolejności obniża się parowanie wolframu, a następnie przerwanie obiegu halogenu. Po uzyskaniu przez lampę pełnej mocy natychmiast ustępuje ewentualnie zaczernienie bańki.