Dòng điện trong hồ quang điện lại chủ yếu là dòng êlectron chạy từ catốt đến anốt vì ngay khi tạo ra hồ quang điện người ta phải làm cho hai điện cực nóng đỏ đến mức có thể phát ra một lượng lớn các êlectron băng hiệu ứng phát xạ nhiệt điện tử. Trong quá trình phóng điện hồ quang, khi các ion dương đập vào catốt, chúng lại truyền cho cực này năng lượng mà chúng đã nhận được từ nguồn điện, làm cho catốt duy trì được trạng thái nóng đỏ và có khả năng phát xạ nhiệt êlectron. Các êlectron phát ra với số lượng lớn đi ngược chiều điện trường đến anốt.
Dòng điện trong hồ quang điện được tạo ra do quá trình phóng điện tự lực được hình thành khi dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catot để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử. Vì vậy dòng điện trong hồ quang điện chủ yếu là dòng electron chạy từ catot đến anot.