هنگامی که مدار برق خارجی وصل می شود، خروجی ترانسفورماتور ولتاژ بالایی چند هزار یا حتی ده ها هزار ولت تولید می کند. هنگامی که این ولتاژ بالا به الکترودهای دو سر لوله نئون اعمال می شود، ذرات باردار داخل لوله در میدان الکتریکی ولتاژ بالا شتاب می گیرند و به سمت الکترودها پرواز می کنند و تعداد زیادی الکترون تولید می کنند. این الکترونهای برانگیخته در میدان الکتریکی با ولتاژ بالا شتاب میگیرند و با اتمهای گاز داخل لوله برخورد میکنند.
هنگامی که انرژی این الکترون ها که با اتم های گاز آزاد برخورد می کنند به اندازه کافی بزرگ باشد، اتم های گاز به یون ها و الکترون های مثبت یونیزه می شوند. این پدیده یونیزاسیون گاز است. انرژی اضافی حاصل از برخورد بین ذرات باردار و اتمهای گاز به شکل فوتون ساطع میشود و در نتیجه کل فرآیند نور نئونی که لوله را روشن میکند، تکمیل میشود.
