空心阴极灯主要用来提供被测元素的锐线光谱。用于原子吸收光谱的空心阴极灯发射的光谱必须足够纯净、噪音低，辐射强度达到线性校正要求。

　　当空心阴极灯通过内部的低压气体在两个电极之间产生放电现象时，阴极会受到大量电子、加速冲向电极表面的带电气体离子（也就是充入气体的离子）的轰击。这些离子的能量非常强，以至于可以促使阴极材料的原子从表面脱离或“溅射”进入等离子区。溅射的离子在此处还会与其它高能的物质相互碰撞。碰撞的结果导致能量转移，金属原子跃迁至激发态。由于激发态不稳定，原子会自发回到基态，同时发射出特定波长的共振线。很多元素都具有多条共振线供分析使用。

　　空心阴极灯信号的稳定是非常重要的。普通的空心阴极灯在打开之后需要一段预热时间，以便灯达到平衡状态输出稳定。

　　对于单光束仪器预热是非常重要的。对于单光束仪器（SpectrAA-110）而言，改变灯的发射强度就会影响仪器的基线，也就是说，基线的漂移就是灯的漂移。因此在测定之前必须对等进行充分的预热。对于大多数的元素灯预热10分钟即可。而As，P，Tl和Cu/Zn多元素灯则需要更长的时间预热。

　　对于双光束仪器，仪器会通过连续比较参比光束的强度来补偿样品光束。对于使用在50和60赫兹频率下的仪器，样品光束和参比光束每隔20或16毫秒进行一次比较。

　　对于双光束仪器，预热的效果并不明显。然而在进行样品的精确分析时，需要进行一小段预热时间。这是因为在预热阶段灯的发射线轮廓会有所改变，并对结果产生较小的影响。对于双光束仪器，必须经常进行零点的校正。

　　需要注意的是虽然塞曼式原子吸收只有一条光路，但在分析样品时却是真正的双光路仪器。