灯泡内充入气体，一般是化学性质稳定的气体其目的主要是为了减少灯丝的挥发延长其使用用寿命。最多的是氮气，也有充惰性气体的。
氙气灯的全称是HID气体放电灯，发光原理是利用正负电刺激氙气（XENON）与稀有金属化学反应发光，所以你会发现在HID灯泡的灯管内还有一颗小小的玻璃球，这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属，只要用电流去刺激它们进行化学反应，两者就会发出高达5000K色温度的光芒，这不但是传统卤素灯所难以达到的光度，5000K其实也是最接近正午日光的色温，最能让人眼感觉舒服的光度。此外，由于氙气分子活动能力会随着使用时间的加长而越活泼，因此气体放电灯泡可是会越用越亮。
不过钨丝车灯用12伏特的电压已能让它发光；要是用在刺激氙气发光，是绝对不够的，所以，真正的HID气体放电灯，要有一颗电压安定器，12V电压升压到23000V，用在刚开启电源时的瞬间刺激氙气达到高亮，稳定持续供应氙气灯泡发光。