元素空心阴极灯的阴极是由被分析元素或含有被分析元素的物质制成，如果金属在空气中稳定并具有高熔点，则阴极材料一般使用纯金属，如果金属本身在空气中比较活泼，或具有较高的相对蒸汽压，则一般使用金属的氧化物或卤化物。粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯，元素空心阴极灯的发射强度取决于电流密度，阴极温度较低，热变宽也很小；同时，因为气体密度低，自吸变宽也不存在，基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。并且，当采用较大的灯电流时，所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高，此时检测器的负高压降低，吸光度读数稳定。

 

    元素空心阴极灯封入的气体必须是单分子气体以避免分子震动光谱，因而一般使用惰性的稀有气体。这是由于其具有更高的电离电 位以便具有更高的发射强度。只用于氖气的发射线与被测元素的发射线非常接近的情况下。用于氦气的质量数较低不仅造成其溅射效应明显较小，而且还会因其气体快速耗尽造成灯的寿命缩短，封入的低压气体耗尽是由于元素空心阴极灯的表面材料吸收造成的。当封入的气体压力低于规定值时则无法持续放电，此时灯的寿命即达到终点。虽然灯仍然能点亮，但已经不能发射出被测元素的共振线了。