1918年，世界上出现了第1台水冷式氙灯老化试验箱，它使用1个碳弧灯作为光源，灯管垂直放置在仪器的中央，周围带有1个过滤系统和1个旋转样品架。测试样品面向光源安装，并像传送带一样围绕中心灯旋转。自第一次世界大战以来，这种试验箱也不断地改进，但其基本设计原理一直没有改变。最为常见的试验箱的灯管冷却系统采用水冷却，这种类型的水冷氙弧试验箱被称为“旋转鼓型"。
近年来，出现了新型的静态样品安置的氙灯试验箱，在测试室的顶部安装了一个或多个气冷氙灯管。在这一系统中，过滤器是平板型的，且被置于灯管下部，同时在测试室的顶部和侧部装有反射系统以增强辐照度的均匀性。测试样品被安装在灯管下方的样品盘上。托盘略微倾斜小角度，以便使水流走，这种类型的试验箱被称为“平板型"。
无论哪种类型的试验箱，都带有控制光线强度(辐照度)、温度和相对湿度的控制系统，氙灯试验箱广泛用来测试材料和产品的光稳定性和抗老化性，因为氙弧灯发出的光谱很接近完整的包括紫外线(UV)、可视光和红外线(IR)太阳光谱。为获得准确的，重复性好的测试结果，所有的光稳定性或老化性能测试必须控制光线的质量，光强的改变会影响材料损坏的速度，而光谱能量分布的改变则会影响材料降解的速度和类型。
氙弧灯的发射情况是比较复杂的，因为它牵扯几个变量，包括过滤器传输、辐照度控制发光强度以及灯管老化等。辐照度控制系统对光强和光谱都有影响。