Einen Querschnitt durch eine Excimerlampe zeigt die obere Abbildung. Ein zylindrisches, doppelwandiges Quarzrohr wird mit ca. 600 hPa Xenon gefüllt. Elektroden, die sich auf der inneren und äußeren Wand des Quarzrohrs befinden, werden mit einem HF-Hochspannungsgenerator verbunden. Wenn die hochfrequente Hochspannung angelegt wird, entstehen Mikroentladungen im Gas, die 172 nm Strahlung erzeugen. Angenommen wird der folgende Mechanismus: Elektronen, die während der Mikroentladung erzeugt und beschleunigt werden, übertragen ihre Energie auf Xenonatome. Es entstehen Xenon-Ionen bzw. angeregte Zustände von Xenon:

e^- + X_e → X^*,X_e⁺.

In einem zweiten Schritt wird in einer Reaktion von zwei Xenon-Atomen Xe im Grundzustand mit einem angeregten Xenon-Atom X_e^* ein angeregtes Xenon-Molekül X_e2^* gebildet:

X_e^* + 2X_e → X_e2^* + X_e.

Das X_e2^*-Excimer emittiert ein 172 nm Photon. Der entstehende Grundzustand ist instabil und zerfällt in zwei Xenon-Atome.

X_e2^* → 2X_e + hv (172 nm).

Da 172 nm Photonen stark von Sauerstoff absorbiert werden, muss die Bestrahlung von Beschichtungen unter Stickstoff erfolgen. In der Praxis benutzt man dazu eine geschlossene Kammer mit Stickstoffeinspeisung.Die IOT GmbH hat in den letzten Jahren 172 nm Excimerstrahler zur physikalischen Mattierung zur industriellen Nutzung erfolgreich eingeführt

Mit verschiedenen Gasfüllungen sind unterschiedliche Wellenlängen möglich, die sich in ihrer Eindringtiefeunterscheiden.