微波氙灯由一个花生米大小的石英球泡，球泡中含有几毫克的金属卤粉末和氙气。球泡置于微波谐振腔中。微波能通过同轴线轰击球泡。微波能量激发气体达到5个标准大气压，使金属卤化物粉末被加热到极高温度形成等离子发光。
因为金属卤化物粉末会与金属电极发生化学反应，所以氙灯无法采用传统的带电极的结构。 微波氙灯泡的寿命大约6万小时。因此微波氙灯属于分子激发发光，而不是原子激发。这样所激发的光谱是连续的，并且完整覆盖可见光谱。大约73%的发光落在可见光谱范围，而有害的紫外线成分不到1%。所发出的光非常接近太阳光。这些特点都是其他人造光源所无法比拟的。
光谱输出峰值在510纳米，色温大约6000K，显色指数80%。即使把光输出调低到15%，也不会影响发光质量。利用滤波片或在灯泡中添加其他化学元素可以对发光质量作进一步改善。
微波氙灯具有高光效（120-140Lm/w）、长寿命（6万小时）、光谱连续、光色好、无汞污染、良好的流明维持率、瞬时启动、低紫外和红外输出、发光体小等优点。
微波氙灯的功率分小功率和大功率:小功率有50-300W(主要用于城市路灯照明)。大功率在800-5000瓦，主要适用于广埸、码头、机埸等大范围室外照明。
