空心陰極燈主要用來提供被測元素的銳線光譜。用于原子吸收光譜的空心陰極燈發射的光譜必須足夠純凈、噪音低，輻射強度達到線性校正要求。

　　當空心陰極燈通過內部的低壓氣體在兩個電極之間產生放電現象時，陰極會受到大量電子、加速沖向電極表面的帶電氣體離子（也就是充入氣體的離子）的轟擊。這些離子的能量非常強，以至于可以促使陰極材料的原子從表面脫離或“濺射”進入等離子區。濺射的離子在此處還會與其它高能的物質相互碰撞。碰撞的結果導致能量轉移，金屬原子躍遷至激發態。由于激發態不穩定，原子會自發回到基態，同時發射出特定波長的共振線。很多元素都具有多條共振線供分析使用。

　　空心陰極燈信號的穩定是非常重要的。普通的空心陰極燈在打開之后需要一段預熱時間，以便燈達到平衡狀態輸出穩定。

　　對于單光束儀器預熱是非常重要的。對于單光束儀器（SpectrAA-110）而言，改變燈的發射強度就會影響儀器的基線，也就是說，基線的漂移就是燈的漂移。因此在測定之前必須對等進行充分的預熱。對于大多數的元素燈預熱10分鐘即可。而As，P，Tl和Cu/Zn多元素燈則需要更長的時間預熱。

　　對于雙光束儀器，儀器會通過連續比較參比光束的強度來補償樣品光束。對于使用在50和60赫茲頻率下的儀器，樣品光束和參比光束每隔20或16毫秒進行一次比較。

　　對于雙光束儀器，預熱的效果并不明顯。然而在進行樣品的精確分析時，需要進行一小段預熱時間。這是因為在預熱階段燈的發射線輪廓會有所改變，并對結果產生較小的影響。對于雙光束儀器，必須經常進行零點的校正。

　　需要注意的是雖然塞曼式原子吸收只有一條光路，但在分析樣品時卻是真正的雙光路儀器。