Princíp vyžarovania svetla všetkých žiaroviek je realizovaný využitím princípu ohrevu a vyžarovania objektu. Najjednoduchšou žiarovkou je viesť dostatočný prúd k vláknu a vlákno bude vyžarovať svetlo, keď sa zahreje do stavu žeravenia, ale tento druh žiarovky Životnosť žiarovky bude dosť krátka.
Najväčší rozdiel medzi halogénovými žiarovkami a inými žiarovkami je v tom, že sklenený plášť halogénovej žiarovky je naplnený halogénovým plynom (zvyčajne jódom alebo brómom) a princíp jej fungovania je: keď sa vlákno zahreje, atómy volfrámu sa odparia späť Stena sklenenej trubice sa pohybuje v smere. Keď sa para volfrámu priblíži k stene sklenenej trubice, ochladí sa na asi 800 °C a spojí sa s atómami halogénu za vzniku halogenidu volfrámu (jodidu wolfrámu alebo bromidu wolfrámu). Halogenid volfrámu pokračuje v pohybe do stredu sklenenej trubice a potom sa vracia do oxidovaného vlákna. Pretože halogenid volfrámu je veľmi nestabilná zlúčenina, pri zahriatí sa rozloží na halogénové pary a opäť volfrám, takže volfrám je opäť vo vlákne. Ukladá sa na vrch, aby sa doplnila odparená časť. Prostredníctvom tohto procesu regeneračného cyklu sa nielen výrazne predĺži životnosť vlákna (takmer 4-krát viac ako u žiaroviek), ale aj preto, že vlákno môže pracovať pri vyššej teplote, vyššom jase, vyššej farebnej teplote a vyššej svetelnej účinnosti.