霓虹灯是明亮发光的，充有稀薄氖气或其它稀有气体的通电玻璃管或灯泡，是一种冷阴极气体放电灯。霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体。几千伏的电压施加在电极上，电离管中的气体使其发出光。光的颜色取决于管中的气体。
电极引线
通过它可使电极与外电路联接，需选用导电性好且热胀系数与玻璃相近的材料，电极引线多用杜美丝制作。
工作气体
工作气体多为惰性气体，氖、氩是常用的工作气体，氖气多充入明管制作红色霓虹灯，氩气多与汞组成氩汞混合气充入粉管制作其他颜色的霓虹灯。
荧光粉
玻管内壁涂上不同品种的荧光粉可方便地与氩、汞混合气制成各种色彩的霓虹灯。
喷涂荧光粉的工艺又分水涂和胶涂二种。
①水涂即用醇，酮溶济混合荧光粉喷涂在灯管内壁，让其自然干燥。
②胶涂即用胶液混合荧光粉喷涂，再用烘箱烘干，其粘度、牢度大大优于水涂粉管。先进国家大都有采用三基色胶涂含铅玻璃管制作霓虹灯，中国已有部分厂商使用这种霓虹灯管。
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。