早期的灯泡里面是真空的，现在灯泡为了提高使用寿命、提高电光转换效率，里面充一些惰性气体，如：氙气灯称为人造小太阳。

灯泡中的填充气体是氮气等惰性气体。

稀有气体或惰性气体是指元素周期表上的18族元素（IUPAC新规定，即原来的0族）。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。天然存在的稀有气体有六种，即氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和具放射性的氡（Rn）。而Uuo是以人工合成的稀有气体，原子核非常不稳定，半衰期很短。

根据元素周期律，估计Uuo比氡更活泼。不过，理论计算显示，它可能会非常活泼，并不一定能称为惰性气体。然而，碳族元素鈇（Fl，原临时命名为Uuq）表现出与稀有气体相似的性质 。

常用的填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发，还有钠、金属卤化物、水银。霓虹灯充入低压惰性气体，霓虹灯的光色光管型霓虹灯充入氖气，霓虹灯发红色光；荧光型霓虹灯充入氩气及汞，霓虹灯发蓝色、黄色等光，

灯泡里的情况如果是靠钨丝直接发光（白炽灯泡）的一般是先抽真空后再充入少量的氮气，灯泡的气压是处于“低气压”状态；或者是抽真空后（碘钨灯管）再充入一定量的碘蒸汽，在使用时靠碘蒸汽和从灯丝在加热状态被蒸发出来的钨“化合”，达到灯管壁附近时又被“冷却”，钨又被“还原”

一般的灯泡内，主要气体是氮气，氮气是保护气，应为它的化学性质不活泼，不易和其他物质发生反应。

另外，彩色灯泡内是稀有气体（氦，氖，氩，氪，氙等气体的和称），他们会发出不同的颜色，而且也是一种保护气，不易和其他物质发生化学反应，他们又被称为“惰性气体”。

白炽灯工作时，灯丝处于高温白炽状态。当灯丝温度太高时，会引起钨丝蒸发过快而降低寿命；且蒸发后的钨沉积在泡壳内壁上，会使泡壳发黑，影响亮度。在泡壳中充以适量的惰性气体后，在一定压强下，钨丝的蒸发要比在真空中大大减小。即在相同寿命的条件下，充气灯泡的灯丝工作温度可大于真空时的温度，从而提高了发光效率。所以，一般白炽灯泡中抽真空后，再充以一定压强的氩气、氮气或氩氮混合气体。

白炽灯泡在制造上分为真空白炽灯泡和充气白炽灯泡。因为温度高的灯丝在空气中很快就会和氧气、水蒸气等活泼性气体发生氧化作用而烧断，所以要用玻壳使灯丝与空气、水蒸气等有害气体隔绝，还要将玻壳中的气体排掉。这样制成的灯泡称为真空白炽灯泡。

真空白炽灯泡的灯丝，除了在灯丝两端有少量热导能量损失（由灯丝支架引起的）之外，供给灯丝的电能全部以热辐射能的形式发射出来。灯丝温度越高，发光效率也越高。随着灯丝温度的增高，灯丝的钨蒸发越快。钨在真空玻壳内蒸发出来的钨原子，几乎不和任何粒子相碰撞，直接飞到玻壳内壁上，于是影响玻壳发黑，灯丝变细，光通量下降，寿命缩短。为了减少钨的蒸发，灯泡充入某种气体而制成充气白炽灯泡。

一般充入与灯丝不起氧化作用的氮气和惰性气体。灯泡内充入气体后，蒸发出来的钨原予，在玻壳内会与气体分予发生频繁的碰撞，其中一部分钨原子就会因碰撞而受阻或反射回到灯丝表面，这就抑制了钨的蒸发速率。抑制作用的大小与充入气体的种类和压力有关。充入气体的分子量越大，抑制作用越大，充入气体的压力越大，气体分子半径越大，抑射作用也越大。灯泡充入气体后，虽然对钨的蒸发有所抑制，但所充气体通过热传导和热对流，将灯丝的热能传递给玻壳，这会损失部分灯丝功率。灯丝的热损失会使光效下降。所充气体引起的热损失与充气压力和灯丝结构有关。充入的气体不同，热传导损失也不同。由于将灯丝绕制成螺旋形，减少了灯丝支架，又充入热传导系数小的氩氮或氪氦混合气体，从而减少了气体的热传导损失。因而充气灯泡能够在灯丝温度增高时，相应地增加光效。

一般充气白炽灯泡的灯丝工作温度比真空白炽灯泡的灯丝工作温度约提高300K，光效约增加6bn/w，寿命并不减少。但一般小功率的白炽灯（15N25W），因灯丝较长，均可制成真空灯泡。4 0W的白炽灯可制成真空灯泡，也可制成充气灯泡。功率大于60W的白炽灯，一般都制成充气灯泡。