氙弧燈老化試驗箱的核心原理是基于光化學反應和熱氧化反應。其工作系統主要由以下幾個部分構成：
光源系統：這是設備的心臟。它采用氙弧燈作為光源，因其能產生與太陽光高度吻合的全光譜（包括紫外線、可見光和紅外線）。通過使用不同的光學濾光器（如日光過濾器、窗玻璃過濾器等），可以濾除不需要的短波紫外或紅外部分，模擬戶外直射陽光或透過玻璃的陽光等不同環境的光譜分布。
環境模擬系統：設備可以控制溫度（包括模擬材料表面溫度的黑板溫度）、相對濕度，并配備噴淋系統模擬雨水沖刷和凝露功能模擬露水形成。這些因素與光照協同作用，形成復雜的環境循環（如光照+噴淋+黑暗+凝露），加速材料的老化過程。
樣品架與控制系統：樣品通常放置在可旋轉的樣品架（轉鼓式）上，以確保所有樣品表面接受均勻的光照。智能控制系統（通常是觸摸屏PLC或計算機）負責協調所有系統工作，允許用戶編程復雜的測試循環，并實時監控和記錄輻照度、溫度、濕度等關鍵參數，確保測試條件的穩定性和結果的可重復性。