氙燈加速老化試驗箱裝置采用碳弧光源，燈管垂直放置于儀器中心，周圍設有過濾系統和旋轉樣品架。試樣面向光源安裝，并像月球公轉一樣繞傳送帶一樣繞中心燈旋轉。自第二次世界大戰以來，這一測試箱一直在改進，但基本的設計原則沒有改變。管狀冷卻系統中比較常見的是水冷型，這類水冷型氙弧冷卻試驗箱名為鼓形冷卻。
近幾年來，出現了一種新的靜態樣品放置氙燈加速老化試驗箱，在試驗盒頂部安裝一個或多個氣冷式氙燈管。該系統將濾光器平放在燈管下，并將反射系統安裝在試驗室的頂部和側面，以增加均勻的輻射強度。試樣被裝在燈管下的試樣盒中。托盤傾斜一點，讓水往下流。這類測試箱被稱為“平板式”。
不管哪種類型的氙燈加速老化試驗箱，都有一個控制系統來控制光強、溫度和相對濕度。由于氙弧燈發射的光譜接近太陽光譜，包括紫外(UV)、可見光和紅外(IR)，因此氙弧燈試驗箱廣泛用于材料和產品的光穩定性和抗老化性能測試。為得到精確、可重現的檢測結果，必須對光穩定性或老化性能進行全面的檢測。光照強度的變化影響材料的損傷速率，光譜能量分布的變化影響材料的退化速率和類型。
光輻照度是在平面上照射的光能量的比值。儀器必須能夠控制光的照射強度，以加快試驗速度和重現試驗結果。光照強度的變化會影響到材料的質量劣化速度，而光波長(如光譜能量分布)的變化也會影響到其速度和類型。該裝置的輻照部設有感光探頭，也稱為太陽眼，這是一種高精度的光度測量系統，可顯示燈管老化或任何時候變化所致的光能量下降。在測試期間，太陽眼可以選擇適當的輻照度，甚至可以選擇與夏季正午陽光相當的輻照度。日光可連續監測照射室內的光照，通過手動調節燈管電壓，可使光照保持在工作設定值。當輻照度降至設定值以下時，因長時間工作，需更換新的燈管，以保證正常的輻照度。
氙弧燈的發射比較復雜，因為它涉及到濾光器傳輸、輻照度控制和燈管老化等多個變量。光強和光譜受輻射控制系統的影響。氙燈加速老化試驗箱光強的測量和控制。
