在的情况下日光灯的汞蒸气压力保持在较低的水平，使60%的总输入能量转化为253.7 nm单线。再一次，电子的跃迁需要一个碰撞电子最少的输入能量。随着压力的增加，多次碰撞的机会也会增加。水银灯原理图如下所示。这盏灯内嵌一根石英弧管，外嵌一层硼硅酸盐玻璃。石英管能承受1300K的电弧温度，而外管只能承受700K。
在两个管之间填充氮气以提供隔热。这种绝缘是为了保护金属部件不因较高的电弧温度而氧化。电弧管中含有汞和氩气。其操作功能与日光灯。在弧管内有两个主电极和一个起动电极。每个主电极上都有一根钨棒，上面缠绕着两层钨丝。基本上，电极是浸入钍、钙和碳酸钡的混合物中。
它们在浸渍后加热，使这些化合物转化为氧化物。这样它们就能在热化学上稳定地产生电子。电极用钼箔导线通过石英管连接。
正好当主供给电压应用于汞灯，该电压穿过起始电极和相邻的主电极(底部电极)以及两个主电极(底部和顶部电极)。由于启动电极与底部主电极之间的间隙较小，该间隙内的电压梯度较高。
由于在状态电极和相邻的主电极(底部)之间产生了高电压梯度，产生了局部氩弧，但通过使用起动限制了电流电阻器。
最初的电弧加热水银并使其蒸发，水银蒸气有助于很快击中主电弧。但是,电阻对于主电弧电流控制电阻器的电阻略小于初始电弧电流控制电阻器的目的。因此，初始电弧停止和主电弧弧继续操作。它需要5到7分钟使所有的水银完全蒸发。灯得到了运行稳定的状态。汞蒸气弧给出绿色、黄色和紫色的可见光谱。但在放电过程中仍可能存在一些不可见的紫外线辐射汞蒸气为提高水银灯的效率，可在水银灯外玻璃罩上涂上磷光涂层。
有五盏灯与磷涂层提供改善的色彩表现。随着瓦数的增加，磷光涂层灯的初始流明额定值为4200,8600,12100,22500和63000额定值。汞灯的平均使用寿命为24000小时，即2年8个月。
水银灯数据如下。
