ちゅうくうカソードランプの構造は陰極、陽極と遮蔽層を組み合わせて作られ、陰極の大部分は純金属または合金であり、一部の貴金属については支持電極上に薄片をライニングし、陰極は中央に空桶の形をしており、中空陰極ランプはそのため名付けられた。アノードはタンタルまたはチタンワイヤが溶接されたタングステン棒であり、タンタルまたはチタンワイヤは吸気作用があるため、高温で少量の有害ガス（H 2など）を吸収することができる。遮蔽層は陰陽極の破壊を防ぐため、陰陽極間に遮蔽層が設けられている。
中空陰極ランプの作用
1、中空陰極ランプは特殊な形式の低圧ガス放電光源であり、放電は陰極空洞内に集中する。両極間に200 V−500 Vの電圧を印加すると、グロー放電が発生する。電界によって、電子は陽極に向かう途中で、キャリアガス原子と衝突してイオン化させ、二次電子を放出し、電子と正イオンの数を増加させ、放電を維持する。正イオンは電場から運動エネルギーを得る。正イオンの運動エネルギーが金属陰極表面の格子エネルギーを克服するのに十分であれば、それが陰極表面に衝突すると、原子を格子からスパッタすることができるので、中空陰極灯具は原子をスパッタする作用がある。
2、陰極は熱を受ける過程においても陰極表面元素の熱蒸発を招き、スパッタと蒸発した原子は空洞内に入り、さらに電子、原子、イオンなどと第2類の衝突を起こして励起され、対応する元素の特徴的な共鳴放射を放出する。同時に、中空陰極ランプが放射するスペクトル線には、内部ガス充填、陰極材料、不純物元素などのスペクトル線が含まれている。
中空陰極ランプは使用時に極性が反接合できないことに注意し、ランプの発光強度を安定させるために、動作電流下で10-30分間予熱し、ランプは長期にわたって使用せず、定期的に点火し、一般的に動作電流下で1時間予熱する。長期放置、ランプ内に不純物が存在し、逆接続脱気法を採用し、逆さま電極を大電流で30分間点灯することができる。中空陰極ランプは特殊な形式の低圧ガス放電光源であるため、操作時には必ず規範に従って行い、陰極に影響を与えないようにしなければならない。