真空電弧爐中的電弧是氣體的一種弧光放電，氣體弧光放電表現為極間電壓很低，但通過氣體的電流卻很大，有耀眼的白光，弧區溫度很高。巨大的電流密度來自于陰極的熱電子發射以及電子的自發射，即在陰極附近有正離子層，形成強大的電場，使陰極自動發射電子。