近陰極區的長度約等於電子的平均自由行程。在電場力的作用下正離子向陰極運動，造成此區域內聚集著大量的正離子而形成正的空間電荷層，使陰極附近形成高電場強度。正的空間電荷層形成陰極壓降，其數值隨陰極材料和氣體介質的不同而有所變化，但變化不大，約在10－20V之間。

近陽極區的長度約等於近陰極區的幾倍。在電場力的作用下自由電子向陽極運動，它們聚集在陽極附近而且不斷被陽極吸收而形成電流。在此區域內聚集著大量的電子形成負的空間電荷層，產生陽極壓降，其值也隨陽極材料而異、但變化不大，稍小於陰極壓降。由於近陽極區的長度比近陰極區的長，故其電場強度較小。

陰極壓降與陽極壓降的數值幾乎與電流大小無關，在材料及介質確定後可以認為是常數。

弧柱區的長度幾乎與電極間的距離相同。是電弧中溫度最高、亮度最強的區域。因在自由狀態下近似圓柱形，故稱弧柱區。在此區中正、負電粒子數相同，稱等離子區。由於不存在空間電荷，整個弧區的特性類似於一金屬導體。每單位弧柱長度電壓降相等。其電位梯度E。也為一常數，電位梯度與電極材料、電流大小、氣體介質種類和氣壓等因素有關。

電弧按其外形分為長弧與短弧。長短之別一般取決於弧長與弧徑之比。把弧長大大超過弧徑的稱為長弧。長弧的電壓是近極壓降（陰極壓降與陽極壓降）與弧柱壓降之和。若弧長小於弧徑，兩極距離極短（如幾毫米）的電弧稱為短弧。此時兩極的熱作用強烈，近極區的過程起主要作用。電弧的壓降以近極壓降為主，幾乎不隨電流變化。