Żarówka elektryczna działa poprzez przewodzenie prądu elektrycznego przez przewody i włókno po podłączeniu do źródła zasilania. Ponieważ prąd przepływa przez elementy żarówki elektrycznej, wytwarza światło, zwiększając ich poziomy ciepła.
Elektrony składające się na prąd elektryczny swobodnie przemieszczają się z obszaru o ładunku ujemnym do jednego z ładunkiem dodatnim, ponieważ nie są ściśle związane z ich atomami. Gdy te wolne elektrony poruszają się przez włókno, ciągle zderzają się z jego atomami. Każda kolizja skutkuje ilością energii, która jest w stanie wywołać drgania atomu, co skutecznie zwiększa jego ciepło.
Kiedy atomy wibrują, ich powiązane elektrony mogą zostać wzmocnione do wyższego poziomu energii. Gdy poziom energii spada do normalnej wartości, elektrony uwalniają różnicę poziomów energii w postaci fotonów, emitując w ten sposób światło. Atomy zawierające metale zazwyczaj emitują światło podczerwone w tym procesie, chociaż są w stanie emitować światło widzialne, jeśli są ogrzane do temperatury 4000 stopni Celsjusza. Łatwość nagrzewania się przewodnika zależy od jego grubości i poziomu jego odporności na ruch elektronów.
Żarówki elektryczne zwykle używają wolframu do włókna, ponieważ może on tolerować ekstremalnie wysokie temperatury niezbędne do wytworzenia światła widzialnego bez topienia. Beztlenowa komora, w której znajduje się filament wolframu, zapobiega jej zapaleniu się.
