Xenônio é um gás nobre que produz luz quando excitado por corrente fluindo entre dois eletrodos. A corrente excita elétrons no gás, criando plasma de xenônio entre os eletrodos. À medida que elétrons excitados caem de volta a estados de menor energia, emitem luz. O comprimento de onda dessa luz determina a temperatura da lâmpada.
O átomo neutro de xenônio contém 54 elétrons que, em condições de "estado fundamental", existem em vários níveis de energia na nuvem eletrônica (número limitado por nível). Como muitos estados de energia são representados, há muitas transições que produzem luz quando elétron retorna a nível inferior. Xenônio tem 139 transições diferentes de luz visível, que juntas produzem cor geral azul-esverdeada.
Temperatura de cor é determinada pela radiação de corpo negro do objeto (neste caso, plasma de xenônio). Como a cor geral é verde-azul, temperatura de cor de cerca de 6000 K pode ser calculada usando a Lei de Deslocamento de Wien da física de partículas. Como o plasma está completamente envolto na lâmpada, essa radiação não muda sob carga de corrente constante.
A radiação de corpo negro produzida pelo plasma mudará dependendo da corrente fluindo. Corrente menor implica menos energia transferida aos elétrons; portanto, menos energia liberada quando transitam para estados inferiores, resultando em transições de menor energia. Em correntes baixas, xenônio produz cor rosa-alaranjada, refletindo temperatura de cerca de 5000 K.
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