汽車頭燈嘅工作原理視乎類型而定，主要分為四大類：鹵素、氙氣（HID）、LED同激光。鹵素頭燈透過電流加熱鎢絲發光。燈內填充嘅鹵素氣體（例如碘或溴）可同揮發嘅鎢形成循環反應，將燈絲壽命延長至約1000小時。其色溫約為3200K，成本低但耗能較高。氙氣頭燈使用高壓脈衝（約20000V）啟動氙氣並產生電弧光，色溫為6000K-10000K。亮度係鹵素頭燈嘅3倍，耗能亦較低，但需要安定器。LED頭燈透過半導體材料中電子同電洞複合而發光，具備即時反應、長壽命（超過50000小時）同高能源效率（能耗只有鹵素頭燈嘅1/5）。其色溫通常為5000K-6000K，並廣泛應用於現代車型。激光頭燈利用藍色激光激發螢光粉產生白光，照射距離可達600米，體積細小，能耗極低，但技術門檻高。另外，自動頭燈系統會透過光敏電阻監測環境亮度，當照度低於75 lux時自動開啟。部分車型亦整合矩陣技術，可分區遮蔽對頭車方向嘅燈光。頭燈嘅光學系統包括反射碗（拋物面或自由曲面）同透鏡（例如聚碳酸酯物料），確保光形符合ECE或SAE法規。低燈照射距離約為40-60米，而高燈照射距離達100-150米。建議定期檢查燈罩透光率（低於70%時需要清潔）同燈泡狀態。更換燈泡時，需要調整光束角度（水平偏差不應超過1%）。
