Das Funktion des Quecksilberdampfgleichrichters beruht auf der Gleichrichterwirkung eines Quecksilberdampflichtbogens zwischen zwei
Elektroden aus verschiedenem Material.Die Kathode aus Quecksilber ist in der Lage, bei relativ moderaten Temperaturen (einige tausend Grad) eine große Anzahl Elektronen abzugeben. Die Graphitanoden tun dies bei den
gleichen Bedingungen so gut wie überhaupt nicht. Deshalb ist im Vakuumgefäß ein Elektronenfluß ausschließlich von der Kathode zur Anode möglich.
Durch erstmaliges Zünden einer Plasmaentladung z.B.
durch Eintauchen einer stromführenden Elektrode in das Quecksilber und anschließendes Herausziehen wird der Kathodenfleck erzeugt: eine sehr heiße Stelle im Quecksilber, die zur Emission von Elektronen führt. Die Atome
des entstehenden Quecksilberdampfes werden dabei durch die augenblicklich zur Anode wandernden Elektronen ionisiert (Stoßionisation). Durch die ständig stattfindende Stoßionisation wird die im Hochvakuum
eigentlich eintretende Raumladung verhindert.
Durch Verwendung mehrerer symmetrisch angeordneter Anoden wird einerseits eine bessere Glättung des entstehenden Gleichstromes erreicht, andererseits auch ein Erlöschen
des Kathodenflecks durch einen Nulldurchgang des Stromes verhindert. Zu diesem Zweck wurden auch den Verbrauchern große Drosselspulen vorgeschaltet.
Die bei der Stoßionisation entstehenden Ionen fallen in die Kathode
zurück und sorgen durch den Einschlag für die Temperatur des Kathodenflecks und Entstehung des Quecksilberdampfes. Das im oberen Teil des Gefäßes kondensierende Quecksilber läuft in die Kathode zurück, der Kreislauf
kann von Neuem beginnen.