Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού λαμπτήρα είναι απλή. Η ηλιακή κυψέλη κατασκευάζεται από την αρχή του φωτοβολταϊκού αποτελέσματος. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το ηλιακό πλαίσιο λαμβάνει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας και τη μετατρέπει σε έξοδο ηλεκτρικής ενέργειας. Αποθηκεύεται στην μπαταρία αποθήκευσης μέσω του ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης. Η τάση ανοιχτού κυκλώματος του ηλιακού συλλέκτη είναι περίπου 4,5V. Ο ελεγκτής φόρτισης και εκφόρτισης ανιχνεύει αυτήν την τιμή τάσης και η μπαταρία αποφορτίζει την κεφαλή της λάμπας. Μετά την αποφόρτιση της μπαταρίας για 8,5 ώρες, η ενέργεια ελέγχου φόρτισης και εκφόρτισης ολοκληρώνεται και η αποφόρτιση της μπαταρίας τελειώνει. Η κύρια λειτουργία του ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης είναι η προστασία της μπαταρίας.
