金屬鹵化物燈是由產生光的電燈電弧通過汽化的氣態混合物汞和金屬鹵化物的（具有金屬的化合物的溴或碘）。它是一種高強度放電(HID)氣體放電燈。于1960年xxx發，它們類似于汞蒸氣燈，但在石英弧光管中含有額外的金屬鹵化物化合物，可提高效率和顯色性的光。最常用的金屬鹵化物是碘化鈉。一旦弧光管達到其運行溫度，鈉就會從碘中解離出來，隨著金屬離子化，鈉D線的燈光譜中會增加橙色和紅色。因此，金屬鹵化物燈具有每瓦約75-100流明的高光效，大約是水銀蒸汽燈的兩倍和白熾燈的3到5倍，并產生強烈的白色光。燈泡壽命為6,000至15,000小時。作為最有效的高CRI白光光源之一，截至2005年，金屬鹵化物是照明行業增長最快的部分。它們用于商業、工業和公共場所的廣域頂燈，如停車場、體育場館、工廠和零售店，以及住宅安全照明和汽車前照燈（氙氣大燈）。

這些燈由一個包含氣體和電弧的小型熔融石英或陶瓷弧光管組成，封裝在一個較大的玻璃燈泡內，該燈泡具有過濾掉產生的紫外線的涂層。它們在4到20個大氣壓之間的壓力下運行，并且需要特殊的固定裝置和電子鎮流器才能安全運行。金屬原子產生大部分光輸出。它們需要幾分鐘的預熱時間才能達到全光輸出。

金鹵燈用于室內和室外的一般照明用途，例如商業、工業和公共場所、停車場、體育場館、工廠和零售店，以及住宅安全照明；汽車和專業應用是進一步的使用領域。

金屬鹵化物燈用于汽車頭燈，由于在燈泡中使用氙氣而不是其他鹵化物燈中通常使用的氬氣，因此它們通常被稱為“氙氣頭燈”。

此類燈的另一個廣泛用途是在攝影照明和舞臺照明燈具中，它們通常被稱為MSD燈，通常用于150、250、400、575和1,200瓦額定值，尤其是智能照明。

由于其光譜廣且效率高，它們被用于室內種植應用，并且非常受珊瑚礁愛好者的歡迎，他們需要為珊瑚提供高強度光源。

與其他氣體放電燈（例如非常相似的汞蒸氣燈）一樣，金屬鹵化物燈通過在電弧中電離氣體混合物來發光。在金屬鹵化物燈中，緊湊型弧光管包含氬氣或氙氣、汞和各種金屬鹵化物（如碘化鈉和碘化鈧）的混合物。金屬鹵化物的特定混合物會影響相關色溫和強度（例如，使光更藍或更紅）。啟動時，燈中的氬氣首先被電離，這有助于通過施加的啟動電壓保持兩個電極之間的電弧。電弧和電極產生的熱量然后將汞和金屬鹵化物電離成等離子體，隨著溫度和壓力增加到工作條件，等離子體產生越來越亮的刺眼白光。

電弧管可在5-50atm或更高（70-700psi或500-5000kPa）和1000-3000°C的任何溫度下工作。與所有其他氣體放電燈一樣，金屬鹵化物燈具有負電阻（帶有燈絲的自鎮流燈除外），因此需要鎮流器來提供適當的啟動和工作電壓，同時調節電流通過燈。大約24%的金屬鹵化物燈使用的能量產生光（效率為65–115lm/W），使它們比白熾燈泡更有效，其效率通常在2-4%之間。

燈具中的150瓦金屬鹵化物燈泡，預熱中途

金屬鹵化物燈由帶電極的弧光管、外燈泡和燈座組成。

除了汞蒸氣，燈還含有不同金屬的碘化物或溴化物。碘和溴屬于元素周期表的鹵素基團，因此在電離時稱為“鹵化物”。鈧和鈉也用于某些類型，在歐洲三鹽模型中使用鉈、銦和鈉。最近的類型使用鏑用于高色溫，錫用于較低色溫。鈥和銩用于非常高功率的電影照明模型。鎵或鉛用于特殊的高UV-A模型以用于印刷目的。所用金屬的混合物決定了燈的顏色。有些類型，為了節日或戲劇效果，使用幾乎純的鉈碘化物作為綠燈，使用銦作為藍燈。的堿金屬（鈉或鉀），幾乎總是加到減少電弧阻抗，從而允許足夠長以進行電弧管和簡單的電鎮流器使用。一種惰性氣體，通常是氬氣,在大約2kPa的壓力下冷填充到電弧管中，以促進放電的啟動。充氬燈通常啟動很慢，需要幾分鐘才能達到全光強度；汽車前照燈中使用的氙氣填充物啟動速度相對較快。

弧光管的末端通常在外部涂有白色的紅外反射硅酸鋯或氧化鋯，以將熱量反射回電極上，以保持它們的熱度和熱離子發射。有些燈泡在外燈泡的內側涂有磷光體涂層，以改善光譜并漫射光。

在80年代中期，一種新型的金屬鹵化物燈被開發，其中代替一個石英（熔凝二氧化硅）電弧管中汞蒸氣燈和以前的金屬鹵化物燈設計中使用的，使用燒結氧化鋁類似于電弧管用于高壓鈉燈的那些。這一發展減少了困擾熔融石英弧光管的離子蠕變的影響。在其使用壽命期間，鈉和其他元素往往會遷移到石英管中，并且由于高紫外線輻射和氣體電離，會導致電極腐蝕，從而導致燈循環。燒結氧化鋁弧光管不允許離子滲入，從而在燈的使用壽命內保持更穩定的顏色。這些通常被稱為陶瓷金屬鹵化物燈或CMH燈。

添加金屬碘化物進行光譜修改的概念（特別是：鈉-黃色、鋰-紅色、銦-藍色、鉀和銣-深紅色和鉈-綠色）以制造xxx個金屬鹵化物燈可以可追溯到1912年由“通用電氣奇才”CharlesProteusSteinmetz發明的專利US1025932。

經過多年的進步，汞的使用量有所減少。

大多數類型都裝有外部玻璃燈泡，以保護內部組件并防止熱量損失。外燈泡也可以用來阻擋汞蒸氣放電產生的部分或全部紫外線，并且可以由特殊摻雜的“紫外線阻隔”熔融石英組成。紫外線防護通常用于為附近的人類使用提供照明的單端（單底座）型號和雙端型號。一些大功率型號，特別是鉛鎵UV打印型號和用于某些類型體育場館照明的型號沒有外燈泡。使用裸弧管可以傳輸紫外線或在燈具的光學系統內進行精確定位.燈具的蓋板玻璃可用于阻擋紫外線，如果燈泡因爆炸而失效，也可以保護人員或設備。

某些類型具有Edison螺絲金屬底座，適用于10到18,000瓦之間的各種額定功率。其他類型是雙端的，如上所示，R7s-24底座由陶瓷組成，弧光管內部和外部之間有金屬連接。它們由熱膨脹系數與弧光管相匹配的各種合金（如鐵鈷鎳）制成。

金屬鹵化物燈中的電弧和所有氣體放電燈一樣具有負電阻特性；這意味著隨著通過燈泡的電流增加，其兩端的電壓會降低。如果燈泡由恒壓電源供電，例如直接從交流電線供電，電流會增加，直到燈泡自行損壞；因此，鹵化物燈泡需要電子鎮流器來限制電弧電流。有兩種類型：

1. 電感鎮流器-許多燈具使用電感鎮流器，也稱為磁鎮流器，類似于熒光燈使用的鎮流器。這包括一個鐵芯電感器。電感器對交流電流呈現阻抗。如果通過燈的電流增加，電感會降低電壓以保持電流受限。
2. 電子鎮流器-它們更輕、更緊湊。它們由一個電子振蕩器組成，該振蕩器產生高頻電流來驅動燈。由于它們的電阻損耗低于電感鎮流器，因此它們的能效更高。然而，高頻工作不會像熒光燈那樣提高燈效率。

脈沖啟動金屬鹵化物燈泡不包含觸發電弧的啟動電極，并且需要一個點火器來產生高壓（冷啟動時1-5kV，熱重啟動時超過30kV）脈沖以開始電弧。電子鎮流器在一個封裝中包含點火器電路。美國國家標準協會(ANSI)燈鎮流器系統標準為所有金屬鹵化物組件（一些較新的產品除外）建立了參數。

典型金屬鹵化物燈的輸出光譜在385nm、422nm、497nm、540nm、564nm、583nm（最高）、630nm和674nm處顯示峰值。

由于產生更白更自然的光，金屬鹵化物燈最初比藍色汞蒸氣燈更受歡迎。隨著專門的金屬鹵化物混合物的引入，現在可以使用相關色溫從3,000K到超過20,000K的金屬鹵化物燈。不同燈的色溫可能略有不同，這種效果在燈多的地方很明顯被使用。由于燈泡的顏色特性在燈泡的使用壽命期間往往會發生變化，因此根據ANSI標準，在燈泡燃燒100小時（老化）后測量顏色。較新的金屬鹵化物技術，稱為“脈沖啟動”，改善了顯色性和更可控的開爾文方差（±100至200開爾文）。

金屬鹵化物燈的色溫也會受到為燈泡供電的電氣系統的電氣特性以及燈泡本身的制造差異的影響。如果金屬鹵化物燈泡功率不足，由于工作溫度較低，它的光輸出會因為汞的蒸發而呈藍色。這種現象可以在預熱期間看到，此時電弧管尚未達到完全工作溫度且鹵化物尚未完全蒸發。調光鎮流器也很明顯。對于功率過大的燈泡，情況正好相反，但這種情況可能是危險的，可能會由于過熱和過壓而導致電弧管爆炸。

“冷”（低于工作溫度）金屬鹵化物燈不能立即開始產生其全部光容量，因為內部電弧室的溫度和壓力需要時間才能達到完全工作水平。啟動初始氬弧（或汽車中的氙氣）有時需要幾秒鐘，而預熱期可能長達五分鐘（取決于燈的類型）。在此期間，隨著電弧室中各種金屬鹵化物的蒸發，燈會呈現不同的顏色。

如果電源中斷，即使是短暫中斷，燈的電弧也會熄滅，熱電弧管中存在的高壓會阻止電弧重新引燃；使用普通點火器需要5-10分鐘的冷卻時間才能重新啟動燈，但使用特殊點火器和特殊設計的燈，可以立即重新建立電弧。在沒有即時再觸發能力的燈具上，瞬間斷電可能意味著幾分鐘內沒有光。出于安全原因，許多金屬鹵化物燈具都有一個備用鹵鎢白熾燈，可在冷卻和重新啟動期間工作。一旦金屬鹵化物重新觸發并升溫，白熾安全燈就會關閉。與完全冷啟動的燈相比，溫暖的燈也往往需要更多的時間才能達到其xxx亮度。

大多數懸掛式吸頂燈往往采用被動冷卻方式，結合鎮流器和燈具；由于試圖重新點亮燈泡的被動冷卻燈泡鎮流器的功耗和發熱，在燈泡重新點亮之前立即為其恢復供電可能會使重新點亮的時間更長。