การทำงานของตัวเรียงกระแสจะต้องพึ่งพาการปลดปล่อยประกายไฟโค้ง (อังกฤษ: electric arc) ระหว่างขั้วไฟฟ้าด้วยกันในซองปิดผนึกที่มีไอปรอทความดันต่ำมากอยู่ข้างใน กองของสารปรอทเหลวทำหน้าที่เป็นแคโทดที่ต่ออายุตนเองได้ ซึ่งทำให้มันไม่เสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา ปรอทปลดปล่อยอิเล็กตรอนได้อย่างอิสระในขณะที่แอโหนดที่ทำด้วยคาร์บอนจะปล่อยอิเล็กตรอนน้อยมากแม้เมื่อถูกความร้อน ดังนั้นกระแสของอิเล็กตรอนจะสามารถไหลผ่านหลอดในทิศทางเดียวเท่านั้นจากแคโทดไปยังแอโนดซึ่งจะช่วยให้หลอดเรียงกระแสสลับได้

เมื่อประกายไฟโค้งก่อตัวขึ้น อิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของกองปรอทเหลว ทำให้ไอปรอทแตกตัวเป็นไอออน (อังกฤษ: ionization) ตามเส้นทางไปสู่แอโหนด ไอออน ของปรอทจะถุกดึงดูดไปหาแคโทด ส่งผลให้เกิดการโจมตีของไอออนที่กองปรอทเหลว การโจมตีจะรักษาระดับอุณหภูมิของ "จุดปล่อย" ตราบเท่าที่กระแสไม่กี่แอมแปร์ยังคงไหล

เนื่องจากกระแสถูกนำพาโดยอิเล็กตรอน "และ" ไอออน เส้นทางการนำกระแสจึงไม่ได้รับผลกระทบมกนักจากผลกระทบของประจุในที่ว่าง (อังกฤษ: space charge effect) ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของหลอดสูญญากาศ ผลที่ตาม ตัวเรียงกระแสจึงสามารถนำพากระแสในระดับสูงที่ "แรงดันไฟฟ้าประกายโค้ง" ที่ต่ำ (ปกติที่ 20-30 V) ดังนั้นมันจึงเป็นตัวเรียงกระแสที่มีประสิทธิภาพ หลอดปล่อยก๊าซแบบแคโทดร้อนเช่น ทายราตรอน (thyratron) ยังอาจสามารถบรรลุระดับของประสิทธิภาพคล้ายกัน แต่ใส้หลอดแคโทดที่ร้อนมีความเปราะบางและมีชีวิตการทำงานที่สั้นเมื่อใช้ที่กระแสสูง

อุณหภูมิของซองจะต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวัง เนื่องจากพฤติกรรมของประกายไฟโค้งจะถูกกำหนดอย่างมากโดยความดันไอของปรอท ซึ่งจะถูกกำหนดโดยจุดที่เย็นที่สุดบนผนังบรรจุภัณฑ์ การออกแบบทั่วไปจะรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 40 องศาเซลเซียส (104 องศาฟาเรนไฮต์) และความดันไอปรอทที่ 7 millipascals

ไอออนของปรอทจะเปล่งแสงในช่วงความยาวคลื่นที่เป็นลักษณะเฉพาะ ความเข้มสัมพัทธ์ของแสงถูกกำหนดโดยความดันของไอ​​่ ที่ความดันต่ำภายในตัวเรียงกระแส แสงจะปรากฏเป็นสีม่วงฟ้าอ่อนและประกอบด้วยแสงอัลตราไวโอเลตมาก