Принцип действия лампы примерно такой же, что и у масляной лампы: в ёмкость заливается горючее вещество (керосин), откуда оно дозированно подается в зону горения. Горелка может быть оборудована средствами подачи воздуха и отвода продуктов сгорания, а также защитой пламени. Конструкция снабжается каркасом для переноски и подвески лампы.
В настоящее время известны несколько вариантов конструкции керосиновых ламп. В первую очередь это традиционные фитильные лампы с плоским или кольцевым фитилем, в которых жидкий керосин поднимается из резервуара к зоне горения за счет капиллярного эффекта. Фитильные лампы требуют частых правок выгорающего фитиля, для чего в них предусматривают соответствующую конструкцию. Регулировка высоты фитиля также позволяет регулировать яркость лампы. Неровные излишки фитиля необходимо периодически подрезать ножницами во избежание копоти. Фитиль обычно делают из хлопка. Существовали многочисленные разновидности фитильных ламп — с системой подогрева воздуха для улучшения горения, с защитой от пролива керосина при опрокидывании, ветростойкие лампы для уличного применения, взрывобезопасные рудничные лампы, лампы с отражателями и т. п.