Quan el circuit d'alimentació extern està connectat, la sortida del transformador genera un alt voltatge de diversos milers de volts o fins i tot desenes de milers de volts.
Quan s'aplica aquesta alta tensió als elèctrodes als dos extrems del tub de neó de vidre, les partícules carregades dins del tub s'acceleren en el camp elèctric d'alta tensió i volen cap als elèctrodes, generant un gran nombre d'electrons.
Aquests electrons excitats s'acceleren en el camp elèctric d'alta -tensió i xoquen amb àtoms de gas dins del tub. Quan l'energia d'aquests electrons que xoquen amb els àtoms de gas lliure és prou gran, els àtoms de gas s'ionitzen en ions positius i electrons; aquest és el fenomen de la ionització de gasos.
L'excés d'energia de les col·lisions entre partícules carregades i àtoms de gas s'emet en forma de fotons, completant així tot el procés de la llum de neó de vidre que il·lumina el tub.