電力の多くが赤外線や熱として放出されるため発光効率が低い。日常用いられる100Wガス入り白熱電球では、可視放射10%、赤外放射72%で、残りが熱伝導による消費となる。
ガラス球部分に赤外線反射膜(通常、多重干渉膜によるダイクロイックミラー)を形成し、赤外放射の一部をフィラメントに戻すことで変換効率を上げたものもある。
発光の原理上、放射光の分光分布が黒体放射に近く、一般の人工光源の中では演色性に特に優れている。
このことから、写真や映画、テレビの撮影光源として広く利用されるほか、人工光源の演色性の基準になる光源も、それ専用の白熱電球と特殊なフィルターの組み合わせで定義されている。