電球の導入によって、日中でも十分視認できる明るさの色のついた光を出すことができるようになり、多くの鉄道事業者で色灯式信号機への移行が行われた。
多くの色灯式信号システムでは、電球や機構の故障を検知する回路を備えており、故障した際に現示をより制限的なものに切り替えるようになっている。接近表示 (Approach lighting) 式の信号機では、列車が実際に接近してくるまで点灯しない。これは複数の信号機が設置されている場所でどの信号機を視認すればよいか確実にするとともに、電球の寿命を延ばすために行われている。
信号機の現示方式は、国によって大きく異なり、同じ国の中でも鉄道会社によって大きく異なることさえあるが、典型的な現示は以下の通りである。
色灯式信号機で、機械式信号機の夜間のライトと同じ現示を使用している鉄道会社もある。
二重信号機は以下のような指示を表す。
灯列式信号機.
多くの国で、小さな灯列式信号機は入換信号機として使われ、主信号機には色灯式信号機を用いている。多くの路面電車でも灯列式信号機は用いられている。
文字表示式進路表示器.
色灯灯列式信号機.
信号機の設置.
路側の信号機は、対応する線路のそばに適切に設置される必要がある。
信号柱設置.
単線区間では通常、信号柱を立ててその上に腕木式信号機または色灯式信号機の頭部を設置する。これは遠距離からでも視認しやすいようにするためである。信号機は通常、線路の運転士が乗務する側に立てる。
門形支持物設置.
地上設置.
その他.
場合によっては、それ以外の構造物に信号機を取り付けることがある。例えば、線路脇の擁壁や線路を横断する橋の一部、ホームの屋根、電化区間では電化用のビームなどに取り付けられる。
信号機の制御と運用.
当初は、信号機は単純に進行と停止の指示をしていた。交通量が増加するにつれて、これだけでは不十分となり、様々な改善が加えられた。改善の一例としては、中継信号機の導入が挙げられる。中継信号機は、その先の信号機で止まる必要があるかどうか、運転士にあらかじめ伝達する。列車は停止信号が見えるようになった時点ではもう信号機までに止まることができる距離を過ぎていることが多いので、中継信号機を導入することにより高速化が可能となった。