Quecksilber

Im Inneren einer Energiesparlampe befindet sich eine mit Quecksilber versetzte Gasfüllung. Durch den Aufprall von Elektronen auf die Quecksilberatome wird Energie erzeugt, die als ultraviolette Strahlung austritt. Diese trifft dann auf die Leuchtstoffbeschichtung auf der Innenseite des Glaskörpers, die die UV-Strahlung in sichtbares Licht umwandelt.

Vorschaltgerät

Die Energiesparlampe benötigt für die Produktion der Elektroden ein Vorschaltgerät, das einen Starter für die Zündung und eine Drossel für die Begrenzung des Stromflusses enthält. Schaltet man die Lampe an, werden zunächst die im Starter befindlichen Kathoden erhitzt, die dann, wenn sie die entsprechende Temperatur erreicht haben, die Entladungsstrecke freigeben und die Lampe zünden. Die Entladungsstrecke ist der Weg vom Starter zum Zünder. Daher dauert es vom Anschalten der Lampe bis zur vollen Leuchtkraft einen Moment.
Es gibt zwei Arten von Vorschaltgeräte. Zum einen gibt es konventionelle Vorschaltgeräte, die elektromagnetisch arbeiten, zum anderen gibt es elektronische Vorschaltgeräte, die für einen konstanteren Stromfluss sorgen. Elektronische Vorschaltgeräte haben sich dabei im Vergleich zu konventionellen Vorschaltgeräten als effizienter erwiesen, da zum einen die Gasentladung effektiver arbeitet und zum anderen die Stromverluste in der Drossel geringer sind. Die Frequenz der Wechselspannung in elektronischen Vorschaltgeräten von 45 kHz kann vom menschlichen Auge zudem nicht als Flimmern wahrgenommen werden.
Heutzutage sind in den meisten Energiesparlampen die Vorschaltgeräte integriert. Diese sind genormt und mit den gleichen Schraubsockeln wie Glühlampen versehen, so dass sie sich in den meisten Fällen problemlos tauschen lassen. Die Glaskörper jedoch unterscheiden sich in ihren Abmessungen von Glühlampen und sind oftmals größer als diese.
Es gibt allerdings auch mit Stecksockel versehene Energiesparlampen, die ein in der Lampe integriertes oder separates Vorschaltgerät erfordern. Stecksockel gibt es in Varianten mit zwei oder vier Stiften, auf die, wie der Name schon sagt, die Leuchte einfach aufgesteckt wird.

Nachteile

Ein Problem der Energiesparlampe ist die lange Aufheizphase, während der sie nur 50 bis 80% ihrer Endhelligkeit erreicht. Auch gibt es solche, die erst nach einem Aufheizen von 0,2 bis 2 Sekunden zünden. Bei Lampen, die nur kurz benötigt werden, wie etwa in Treppenhäusern oder Abstellkammern, ist ihr Einsatz also ungünstig. Die sofort zündenden Leuchten altern durch jeden Zündvorgang um einige Stunden, diejenigen mit Vorheizung sind der sogenannten „Schalthäufigkeit“ gegenüber weitgehend unempfindlich.
Rot-Töne können von Energiesparlampen eher schlecht abgebildet werden, gerade diese empfinden Menschen jedoch als warm. Das Licht von Energiesparlampen wird oft als unangenehm oder grell bezeichnet.
Betreibt man eine gewöhnliche Energiesparlampe an einem Dimmer, wird deren Lebensdauer verkürzt und die Garantie erlischt. Nur mit einem speziellen elektronischen Vorschaltgerät lassen Energiesparlampen sich an einen Dimmer anschließen; diese Lampen sind teurer.
Infrarotfernbedienungen können durch Energiesparlampen gestört werden. Da Fernbedienungen in einem Bereich von 20 bis 50 kHz senden, ist eine Beeinflussung vom Flimmern der Lampe möglich. Fehlschaltungen und Reichweiteeinschränkungen sind die möglichen Folgen.