При підключенні зовнішнього ланцюга живлення на виході трансформатора створюється висока напруга в кілька тисяч або навіть десятків тисяч вольт. Коли ця висока напруга прикладається до електродів на обох кінцях неонової трубки, заряджені частинки всередині трубки прискорюються в електричному полі високої-напруги та летять до електродів, генеруючи велику кількість електронів. Ці збуджені електрони прискорюються в електричному полі високої-напруги та стикаються з атомами газу всередині трубки.
Коли енергія цих електронів, що стикаються з вільними атомами газу, достатньо велика, атоми газу іонізуються в позитивні іони та електрони; це явище іонізації газу. Надлишок енергії від зіткнень між зарядженими частинками та атомами газу випромінюється у формі фотонів, таким чином завершуючи весь процес освітлення трубки неоновим світлом.
