利用两根接触的碳棒电极在空气中通电后分开时所产生的放电电弧发光的电光源。碳弧灯由英国人H.戴维于1809年发明，但直至1870年才进入实用阶段。碳弧灯是T.A.爱迪生发明白炽灯以前，人类用于实际照明的第一支电光源。早期用途为公共场所照明。
碳弧灯可按电弧发光状态分为低强度碳弧灯、火焰碳弧灯和高强度碳弧灯。前两种碳弧灯在1910年以后被白炽灯取代。①低强度碳弧灯。它是利用两根纯碳电极在直流或交流放电时形成电弧的放电灯。该灯主要靠电极端部放电形成圆形阱发光，直流灯只在阳极端形成圆形阱，发光效率7～14lm/W、色温2900～3600K、电极消耗量7～10cm/h,一对电极的点燃延续时间为8～20h。②火焰碳弧灯。它的电极用碳和钙、钡、钠、镉等金属的化合物混合制成，电弧形状与火焰类似，火焰中出现金属蒸气的特征光谱。20世纪初用作路灯的碳弧灯多采用黄色火焰碳弧灯。③高强度碳弧灯。它由混有稀土金属化合物、外表镀铜的碳电极放电形成圆形阱发光，并加上阱口放电喷出的稀土金属铈、钇、镝等元素蒸气发光，故发光效率可达40～60lm/W，色温 4800～5800K，亮度(0.4～1.8)×109cd/m2，达到太阳最大表面亮度 (1.8×109cd/m2)。是使用时间最长、用途最广的碳弧灯。工作电流50～200A的中功率直流高强度碳弧灯主要用于电影放映和摄影。300A大功率灯用于军用探照灯,射程达1万米以上, 是第二次世界大战中的主要防空装备。工作电流50～100A的交流灯主要用于印刷、照相、制版工业设备上。 碳弧灯的光谱由炽热碳电极圆形阱的连续辐射和金属蒸气特征谱线迭加组成，含有很强的紫外辐射并产生剧毒的氰气，污染大,应注意防护，还需常调节距离,操作强度大，光色不理想。除原有的大功率探照灯外，现几乎都为短弧氙灯和金属卤化物灯取代。