Gasontladingslampen genereren licht volgens het fysische principe van de elektrische ontlading. Door de toevoer van een ontstekingsspanning van het voorschakelapparaat (tot 23 KV bij de 3de generatie van HELLA-voorschakelapparaten) wordt het gas tussen de elektroden van de lamp (vulling met edelgas xenon en een mengsel van metalen en metaalhaloïden) geïoniseerd en met behulp van een lichtboog verlicht.
Tijdens de gecontroleerde toevoer van wisselstroom (ca. 400 Hz) verdampen de vloeibare en vaste stoffen door de hoge temperaturen. De lamp bereikt haar volle helderheid pas na enige seconden, als alle bestanddelen zijn geïoniseerd.
Om de beschadiging van de lamp door een ongecontroleerde toename van de stroom te vermijden, wordt de stroom door een voorschakelapparaat begrensd. Indien het volledige lichtvermogen is bereikt, bedraagt de nodige spanning (niet de ontstekingsspanning) voor het handhaven van het fysische proces nog slechts 85 V. Lichtstroom, lichtopbrengst, luminantie en levensduur zijn aanzienlijk beter dan bij halogeenlampen.
Gasontladingslampen worden aan de hand van hun betreffende ontwikkelingsversie gecategoriseerd: D1, D2, D3 en D4. De "D" staat hierbij voor "Discharge", het Engelse woord voor ontlading. De generaties hebben enkele belangrijke verschillen. Zo beschikken D1-lampen – de originele Xenon lampen – over een geïntegreerd ontstekingsdeel. D2-lampen bestaan daarentegen alleen uit de gesokkelde brander zelf en hebben in tegenstelling tot alle andere ontwikkelingsfases van de autogasontladingslampen geen externe glasbeschermingskolf rond de ontladingsbuis. Alle verdere ontwikkelingen hebben een uv-beschermingskolf en zijn door hun vorm aanzienlijk stabieler.
De oude D1-lamp wordt vaak vervangen door de huidige D1-S/R-lamp met geïntegreerde ontstekingsmodule. De verdere ontwikkelingen van de D1-, D2-, D3- en D4-lampen zorgen zonder kwik voor meer milieuvriendelijkheid. Door de verschillende elektrische parameters (42 V in plaats van 85 V branderspanning bij hetzelfde vermogen) kunnen D3- en D4-lampen niet met de stuureenheden voor D1- of D2-lampen worden gebruikt.