Eine herkömmliche Petroleumlampe besteht aus einem Brenner, einem Glaszylinder, einem Docht, der entweder ein Flachdocht oder ein Runddocht sein kann, und einem Tank für das Petroleum. Der Brennstoff steigt im Docht aufgrund der Kapillarwirkung nach oben. Mithilfe eines Zahnradantriebs ist der Docht höhenverstellbar. Am freien Ende des Dochtes vergast das Petroleum und entzündet sich. Der Brenner hat die Aufgabe, den Docht zu halten, und nur so viel Luft zuzuführen, dass die Flamme weiß und hell bleibt. Rußt die Flamme, ist die Luftzufuhr zu niedrig; ist die Flamme blau, wird zu viel Luft zugeführt. Brenner gibt es in verschiedenen Bauformen. Die bekanntesten sind:
- Flachbrenner
- Kosmosbrenner
- Flammscheibenbrenner
- Starklichtlampen
- Petroleum-Glühlichtlampen
Flachbrenner benutzen einen flachen Docht, der dementsprechend eine flache Flamme produziert. Deshalb gibt ein Flachbrenner an den breiten Seiten mehr Licht ab als an der schmalen Seite. Diese Art von Brennern war bei den allerersten Petroleumlampen weit verbreitet.
Der Kosmosbrenner wurde 1865 in Berlin erfunden. Ein flacher, breiter Docht wird kreisförmig nach oben geführt, so dass die Verbrennungsluft von außen und innen an den Docht gelangt. Das bewirkt eine höhere Lichtausbeute als bei Flachbrennern. Ein weiterer Vorteil ist die sauberere Verbrennung und eine geringere Ruß- und Geruchsentwicklung. Kosmosbrenner gehören zu den meistgebauten Petroleumbrennern.
Um die Helligkeit noch weiter zu steigern, kommt ein Flammscheibenbrenner zum Einsatz. Die Flammscheibe wird wenige Millimeter über dem Dochtende platziert, sodass die Flamme auf dem Weg nach oben gegen die Scheibe stößt, um dadurch breiter und heller zu werden. Flammscheibenbrenner benötigen einen speziellen Glaszylinder mit kugeliger Ausbuchtung, damit genügend Platz für die Flamme vorhanden ist. Diese Lampen sind zwar hell, verbrauchen jedoch überproportional viel Petroleum. Daher waren sie früher nur in reichen Haushalten zu finden.
Starklichtlampen funktionieren auf völlig andere Weise als die oben genannten Brenner. Die Lichterzeugung erfolgt mittels eines Glühkörpers. Der Brennstoff wird in einem Tank mit Hilfe einer Luftpumpe unter Druck gesetzt. In einem speziellen Vergaser verdampft das Petroleum. Im Mischrohr wird das Gas mit Luft gemischt und bringt so den Glühkörper, der auch Glühstrumpf heißt, zum Leuchten. Mithilfe dieser Konstruktion gelingt eine deutlich höhere Lichtausbeute, jedoch ist die Bedienung und Wartung einer Starklichtlampe aufwendig.
Petroleum-Glühlichtlampen kombinieren die Vorteile einer Docht- und Starklichtlampe. Der Brennstoff wird mithilfe eines Dochtes aus dem Tank gesaugt und durch optimierte Sauerstoffzufuhr mit einer heißen blauen Flamme verbrannt, die wiederum einen Glühstrumpf erhitzt. Auch hier ist die Helligkeit deutlich größer als bei einer gewöhnlichen Dochtlampe. Glühlichtlampen gibt es auch als Spiritus- oder Benzin-Glühlicht.