平行光管的工作原理主要包括以下幾個方面：
光學設計原理。平行光管通過內部的光學設計，使光線在管內發生多次反射，並被聚焦到出口處，從而形成平行的光線束。這種設計利用了透鏡的折射作用，通過凸透鏡和凹透鏡的組合，實現對光線的聚焦和成像效果的調節。
準直儀原理。平行光管是準直儀的一種形式，通過無窮遠成像系統的逆向使用來實現平行光的產生。當內部的光源發出的光均勻照亮目標板，且目標板嚴格位於平行光管物鏡的焦面上時，目標板的像在物鏡像空間的無窮遠處，從而產生平行光束。
電氣激發原理。在某些類型的平行光管中，通過電流激發管內的氣體，使氣體中的電子發射紫外線。這些紫外線照射到內壁的螢光粉上，螢光粉受到激發後發出可見光，並通過適當的設計實現平行光的發射。
這些原理的結合使得平行光管在光學測量、照明、直線性檢驗等領域有廣泛的套用。