عندما يتم توصيل دائرة الطاقة الخارجية، يولد خرج المحول جهدًا عاليًا يصل إلى عدة آلاف من الفولتات أو حتى عشرات الآلاف من الفولتات.
عند تطبيق هذا الجهد العالي على الأقطاب الكهربائية الموجودة على طرفي أنبوب النيون الزجاجي، تتسارع الجزيئات المشحونة داخل الأنبوب في المجال الكهربائي ذو الجهد العالي-وتطير باتجاه الأقطاب الكهربائية، مما يؤدي إلى توليد عدد كبير من الإلكترونات.
يتم تسريع هذه الإلكترونات المثارة في المجال الكهربائي-عالي الجهد وتتصادم مع ذرات الغاز داخل الأنبوب. وعندما تكون طاقة هذه الإلكترونات المتصادمة مع ذرات الغاز الحرة كبيرة بدرجة كافية، تتأين ذرات الغاز إلى أيونات وإلكترونات موجبة؛ هذه هي ظاهرة تأين الغاز.
تنبعث الطاقة الزائدة الناتجة عن الاصطدامات بين الجسيمات المشحونة وذرات الغاز على شكل فوتونات، وبذلك تكتمل العملية الكاملة لضوء النيون الزجاجي الذي يضيء الأنبوب.