전극 사이에 비교적 저전압 대전류(~200V, ~10A 정도)를 흘릴 때 전극이 가열되어 열전자를 방출하며 강렬한 빛을 내는 방전. 대기 속의 아크 방전에는 방전로(路)가 호의 모양(aTc)이 되기 때문에 호광(孤光)방전 또는 아크라고도 한다.

기체의 압력이 높고 전류가 수A 이상으로 큰 방전은 거의가 아크 방전이다.

기체의 압력이 낮고 전류가 수백mA로 비교적 낮을 때에 음극이 고온이 되기 쉽거나 음극에 열전자 방출물질이 도포하여 열전자를 방출하기 쉽게 할 때 아크 방전이 된다.

대표적인 예로 형광등을 들 수 있다.

아크 방전은 글로(glow) 방전에 비해 음극의 전압강하(電壓降下)가 적은 특징이 있다.

즉 글로 방전의 음극전압강하는 50V 이상, 때때로 수백V에 이르지만 아크 방전에서는 20V 이하로 작다.

또 음극의 온도는 충분한 열전자를 방출하기 위해 일반적으로 1,000℃ 이상이 되어야 하며 3,500℃에 달하는 수도 있다.

높은 압력이 작용하는 기체 속 아크 방전은 방전로의 가스온도가 매우 높아져 수만℃가 되는 경우도 있다.

대기 속의 아크 방전을 응용하는 탄소 아크등은 종전에는 조명등 · 탐조등(探照燈) · 영화영사등(映畵映寫燈)으로 사용되었으나 현재는 주로 내후시험용 광원(耐候試驗用光源)으로 사용되고 있다.