一体式荧光灯

白炽灯（中）和节能灯（底）的可见光光谱

白炽灯（左）与日光节能灯（右）的典型光谱功率分布图像。横轴以纳米计，纵轴表示相对强度。

不同色温的灯具，从左到右：通用电气6500 K节能灯、Sylvania柔白色白炽灯、Bright Effects 2644 K节能灯、Sylvania 3000 K节能灯

节能灯的光由多种磷光体发出，每种磷光体各发出一带颜色的光。有些磷光体发出的光仍含紫外线。为了避免损伤视网膜，有些节能灯外带一层过滤紫外线的玻璃套。现代的螢光燈在磷光体选择上会权衡光的颜色、能效和成本。涂层中的磷光体种类越多，节能灯的演色性就越好，但能效也随之变低越低，成本亦会升高。优质的消费级节能灯一般使用三四种磷光体，达成演色性指數（CRI）约为80的“白”光。

色温可以用开尔文数，也可以用微倒度（开尔文色温的倒数的一百万倍）计。一个光源的色温指的是与其发光颜色相同的黑体的温度。按照人类的主观色彩感知定义、表记的色温称为相关色温。

真正的“色温”只对黑体辐射有定义；节能灯能做到接近某种温度的黑体辐射光谱，但绝对做不到与其一致。即使是低色温的暖色节能灯，也大多不可避免地在谱线上短波长的区域存在几个高强度的“尖峰”。[17]

随着色温提高，“白光”的色调由红转黄、转蓝。现代节能灯等三色磷光灯厂家的色号命名不像旧时的卤磷酸盐灯一样存在一个标准，因此有时也有同种色号的色温出入较大的情况。例如，大部分“日光”灯的色温都至少有5,000 K，Sylvania的“日光节能灯”色温却只有3,500 K。

大部分节能灯的额定工作寿命从6,000到15,000小时作用不等，而大部分白炽灯的寿命则在750到1,000小时之间。[19][20][21]不过，所有灯的寿命都受电压、制造缺陷、电压尖峰、机械冲击、开关频率、灯泡指向、环境温度等种种因素影响，不可直接以“典型寿命”一概而论。[22]

如果频繁开关节能灯，其寿命会显著缩短。如果以5分钟为周期来回开关某些节能灯，其寿命可能会缩短到类似于白炽灯的量级。美国的能源之星计划建议说，如果离开房间不超过15分钟，则不应关灯，以免频繁开关缩短寿命。[23]节能灯的亮度随寿命指数衰减，一开始使用时衰减的亮度最多。节能灯报废时的亮度一般为原亮度的70–80%。[24]人眼对于亮度的感知是對數尺度的：人眼对于弱光强度的变化比对于强光强度的变化敏感。这与瞳孔放大、缩小补偿亮度变化有关。[25]也就是说，只要一个节能灯一开始能提供充足光线，即使到了后期亮度降低25%，观者感知到的区别也没25%那么明显。[26]

由于节能灯亮度会逐渐衰减，[27]某些使用节能灯的场合可能会表现出一开头亮度合适，逐渐又变得太暗的情况。美国能源部对2003–2004年认证的“能源之星”节能灯进行的测试显示，有四分之一的节能灯在其额定寿命40%时给出的光通量不足额定数值。[28][29]

各种灯泡的光通量—功率图像。横轴为初始光通，纵轴为功率。

由于人眼对于不同波长的光敏感程度不同，要使用一个名为“流明”的单位描述人眼感知到的光源强度。灯泡的光視效能定义为每瓦特功率所给出的流明数。节能灯的典型发光效率为50—70流明每瓦（lm/W），常见白炽灯的则为10–17 lm/W。[30]与理论上100%效率（680 lm/W）的虚构纯绿光灯具相比，节能灯的效率在7–10%左右[lower-alpha 1]，而白炽灯的则在1.5–2.5%[lower-alpha 2]范围内。[31]理想5800K可见光源（只发出可见光谱）的效率为251lm/W（37%）。[32]

由于发光效率更高，节能灯的功率一般为相应亮度白炽灯的¹⁄₇到¹⁄₃。[30]2010年售出的灯泡中，有50% 70%是白炽灯。[33]将世界所有的低效光源换成节能灯，每年可以省下409太瓦特·小時（1.47焦耳），约合世界年耗电量的2.5%。据估计，将美国的白炽灯全部换成节能灯，每年可以省下80 TWh（太瓦时）电力。[34]由于节能灯比白炽灯耗电量少得多，淘汰白炽灯可以降低二氧化碳（CO
2）的排放量。将全世界的白炽灯换成节能灯，每年可以少排放2.3亿吨的二氧化碳，比荷兰和葡萄牙的排放量加起来还要多。[35]

将白炽灯换成节能灯可以大幅减少灯具散发出的热量。在温暖地区等经常需要空调的场合，换用节能灯可以显著降低制冷设备的工作负担。然而在天气较冷的地区，中央供暖系统由于来自灯泡的热量减少，会需要使用更多能量制热。据估计，在气候寒冷的加拿大温尼伯市，节能灯只能省下17%的电量（不考虑制热因素，节能灯的省电比例为75%）。[37]

这是一盏额定电压120V, 60Hz，功率为30W的节能灯。用示波器测量此灯的电压与电流，可以看到，由于整流器严重扭曲了电流的波形，虽然本节能灯的实功率只有30W，但视在功率却达到了39VA，功率因数仅达0.61。

由于节能灯输入级的整流器属于非线性负载，其电流中的谐波成分会给电网带来谐波失真的干扰。[38][39]普通家庭使用节能灯不会明显影响供电质量，但在大型单位大量安装时可能产生问题。对于个人消费者而言，节能灯功率因数的高低不会影响电灯的节能优势，然而如大量安装使用——例如商业应用，或者为上百万家庭供电的电网——则可能需要升级基础设施。在这种情况下，应使用总谐波失真（THD）较低（小于30%），功率因数高（大于0.9）的产品。[40][41][42]

白炽灯打开之后，不到一秒就可到达正常亮度。截至2009年 (2009-Missing required parameter 1=month!)，节能灯点亮用时不足一秒，但要达到正常亮度则需要多等待一会。[43]节能灯初开灯时，光线颜色可能稍有偏差。[44]有些“立即点亮”型的节能灯没有显著的预热现象，[45]但其他节能灯则经常需要一分钟多才能到达正常亮度，[46]天气较冷时用时更久。有些使用汞齐的节能灯需要三分钟才能完成预热，达到正常亮度。[45]由于节能灯启动较慢，寿命又易受频繁开关影响，可能并不适合声控灯之类的感应灯具使用。市场上亦有一种将卤素灯与节能灯组合而成的“混合灯”，适合时间不足等待预热的场合。[47][48]混合灯中的卤素灯能立即点亮，等到节能灯达到正常亮度再关闭。

据欧洲新发新定健康风险科学委员会（SCENIHR）2008年研究报告，节能灯发出的 紫外线和蓝光可能会造成健康风险，导致已有光敏性皮肤疾病的人群症状恶化。如距离一些单层玻璃的节能灯不足20 cm（7.9英寸），受到的紫外线暴露强度就会超出目前办公室的安全级别。虽然说这种安全级别是为防止皮肤和视网膜损伤而定，照明业界认为节能灯所造成的紫外线剂量远不足以引致皮肤癌，且双层玻璃节能灯可以“大部分甚至完全”地消除其他此类风险。[49]国际电工委员会的IEC 62471标准定义了灯具发出各种波长光的安全剂量，并要求合规的光源按照危险等级加上警告标签。[50]不少国家都执行这一标准。[51]^:5

测量显示，距节能灯150厘米时，受到的辐射影响几乎可以忽略。靠近一点后，节能灯的UVA（波长较长的紫外线）辐射比白炽灯少，但UVB（波长较短的紫外线）比白炽灯多。[52]UVA可以深入皮肤，而UVB可以造成表皮烧伤。闭合式（双层玻璃）节能灯的辐射受到屏蔽，比功率类似的白炽灯、卤素灯发出的紫外线要少。

对一般用户来说，室内照明的紫外线辐射并不构成问题。对于皮肤敏感的人，长时间的室内暴露需要引起注意，可以考虑使用低紫外线辐射的灯泡。某种灯泡内部的紫外线剂量差距比不同种灯泡之间的差距更大，但总的来说还是有玻璃罩的节能灯最好。

2012年一则比较节能灯和白炽灯的研究发现，暴露在节能灯光下会造成统计学显著的细胞损伤。光谱分析显示，节能灯发出显著剂量的UVA和UVC辐射，该研究报告的作者推测是这是由灯泡内部荧光粉涂层损坏造成的。在同等强度的白炽灯照射下没有观察到细胞损伤。研究作者认为可以通过改用在围绕荧光体涂层外多加一层玻璃的双层灯泡，来减少紫外线照射。[53]

灯泡基座阻燃与否取决于厂商是否自愿接受推荐标准。若灯泡基座不阻燃，灯泡中的电子元件一旦过热，就可能引起火灾。[54]

节能灯和白炽灯的水银净排放量，基于美国环保局常见问答表制作。假定每千瓦时电力会排放0.012 mg汞（美国平均）。假定垃圾填埋场中的节能灯有14%的汞会逃逸到周围环境。

节能灯和其他螢光燈一样，在玻璃管内都含有水银[55][56]蒸汽。大部分节能灯每颗含3–5 mg汞，“环保”节能灯的含量可低至每颗1 mg。[57][58]丢弃到垃圾填埋场、焚烧厂的废弃节能灯可能会将有毒的汞散入大气和水体中，造成污染。美國電氣製造商協會（NEMA）协会的节能灯厂商均已自愿限制节能灯中的汞用量。[59]欧盟危害性物質限制指令所设定的汞限量与NEMA标准相同。

在使用煤炭火力发电的地区，使用节能灯造成的水银总排放量反而会比白炽灯少。因为煤炭本身含汞，节约用电可以减少燃烧煤炭排放的汞。[60]2008年8月，美国环保局发布了一张数据单，称使用节能灯排放的水银总量要低于使用白炽灯排放水银总量。环保局的计算基于美国平均电厂汞排放量和估计废节能灯在填埋场中散出的水银比例做出。[61]煤炭火电厂除了排放汞之外，也会排放其他重金属，以及二氧化硫和二氧化碳。

美国环保局估计，如果将全美国2007年售出的全部2.7亿颗节能灯送进填埋场，大概会散出0.13公吨的汞，相当于当年美国汞排放总量（104吨）的0.1%。[62]右侧的图片假定节能灯平均寿命为8,000小时，未计入制造商和灯泡破碎的因素。在不使用煤炭火电的地区，两种灯泡排放的汞含量都会相应降低。[63]

不少国家的节能灯包装上未有提供灯泡破碎时的特殊处理方法。单个灯泡破碎散发出的水银可以致使室内水银浓度暂时超过长期暴露限值。[64][65]目前暂不清楚短期暴露低浓度汞的健康风险。[65]即使使用了美国环保局的“最佳清理指引”，研究人员仍然无法清除地毯中的水银。如果事后翻动地毯（孩童玩耍等情况），就会造成地毯附近空气中的汞含量上升。即使灯泡破碎已过去几周，这样造成的空气汞浓度仍可高达0.025 mg/m³。[65]

美国国家环境保护局（EPA）的网站上清理破碎节能灯的最佳方法指引，以及避免灯泡破碎的一些方法。[66]环保局建议保持通风，并将破碎的灯泡小心放入密封罐子中。缅因州环保局（DEP）在2008年做了一个对比各种清理方法的报告，其中警告说，使用塑料袋储存破碎的灯泡不能阻止超过安全限度的汞释出，是比较危险的方式。EPA和缅因DEP都认为最好应使用密闭玻璃罐储存破碎灯泡。[67]

参见：荧光灯回收

由于节能灯含汞，出于健康和环保考量，不少地区都立法规定废弃节能灯应该专门处理或回收，而不应随生活垃圾一起送入填埋场处理。在能够进一步处理之前，要在保证不打碎的前提下妥善储存废灯泡。

美国绝大多数州都遵循联邦泛用废物处理办法（UWR）。[68]佛蒙特州、新罕布什尔州、加利福尼亚州、明尼蘇達州、纽约州、缅因州、康乃狄克州、羅德島州等州的处理规定比联邦UWR更加严格。[68]不少家居用品連鎖店都提供免费节能灯回收服务。[69]

欧盟的节能灯和其他电子产品一样，受廢電子電機設備指令回收方式管理。节能灯的售价中包含回收费用，而生产商、进口方则有责任收集、回收废节能灯。

美国西北节能灯回收计划称，由于当地家庭可以选择将废节能灯与生活垃圾一同丢弃，俄勒冈州“绝大部分的家用节能灯都被送进了城市固体生活垃圾分类”。该计划还提到了美国环保局按丢弃方式估计的荧光灯汞释放比例：生活垃圾堆填3.2%、回收3%、生活垃圾焚烧17.55%、有害废物处理0.2%。[70]

处理节能灯的第一步是在内部负压、配有吸汞滤芯或冷阱的“灯泡压碎机”（英語：）内压碎。[71]压碎得到的玻璃和金属储存于专门的筒中，等待运输到回收厂。

某些地方（例如2007年的魁北克和不列颠哥伦比亚）的中央供暖主要由燃烧天然气提供，而电力则由水力發電产生。当时一篇分析禁用白炽灯的各种效应的文章提到，这些地方使用白炽灯产生的热量显著减少了燃烧天然气供暖产生的温室气体排放量。[72]Ivanco、Karney、Waher三人估计称，如果魁北克省的所有家庭都把白炽灯换成节能灯，反而会造成全省年二氧化碳排放量增加220,000 公噸，相当于40,000辆汽车一年的排放量。