当外电源电路接通后，变压器输出端就会产生几千伏甚至上万伏的高压。当这一高压加到霓虹灯管两端电极上时，霓虹灯管内的带电粒子在高压电场中被加速并飞向电极，能激发产生大量的电子。这些激发出来的电子，在高电压电场中被加速，并与灯管内的气体原子发生碰撞。当这些电子碰撞游离气体原子的能量足够大时，就能使气体原子发生电离而成为正离子和电子，这就是气体的电离现象。带电粒子与气体原子之间的碰撞，多余的能量就以光子的形式发射出来，这就完成了霓虹灯的发光点亮的整个过程。
①大多数霓虹灯都采用冷阴极辉光放电。因冷阴极工作时，整个灯基本不发热，从电能转换成光能的效率高。它的寿命远比普通日光灯长，如从用料、加工到安装都能保证质量，霓虹灯管的使用寿命可高达2ooooh --3ooooh，在我国地方标准中要求不低于zaooha冷阴极放电灯还有一个很大的优点是开关次数基本上不影响其寿命，所以特别适合作需频繁开关的广告用灯。
②它依靠正离子轰击阴极使阴极发射二次电子来维持放电，故需一定的阴极位降为正离子加速提供能量，阴极位降大小约looV---200V。
③为保证能在正常辉光放电区内放电并在工作时不发生较大的阴极溅射，阴极需有足够大的面积，否则会因流过较大电流，导致阴极电流密度过大使阴极位降升高，变成异常辉光放电，加重阴极溅射而缩短灯管寿命。
④在可能的情况下，霓虹灯的灯管应尽量长一些，内径要小一些，尽量提高正柱区压降在灯管总压降中的比例以提高光效。
⑤为顺利点燃霓虹灯管并能在较低电压下稳定工作，必须配备高压变压器(以漏磁式居多，但因它笨重、耗电大将逐渐被电子式取代)并作到合理匹配以节省工程造价。
⑥霓虹灯使用交流电工作，所以两只电极交替作阴极和阳极，其辉光放电的区域分布也交替变化顺序方向，由于人的视觉暂留作用，可以看到辉光均匀地布满整个灯管，发光效果比用直流电理想得多。因此两个电极从用料到加工应尽量做到一致。
⑦因霓虹灯是真空电光源，所以整个生产过程需注意真空卫生。严格按电真空技术要求用料和生产，这样才能保证质量。
