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。在可能的情况下，霓虹灯的灯管应尽量长一些，内径要小一些，尽量提高正柱区压降在灯管总压降中的比例以提高光效。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。
在家居装饰当中，霓虹灯因为面积比较小，挂在墙面上又很容易烘托气氛，也越来越流行。外加霓虹灯的定制其实并不复杂，在网上搜一下就有。一般的操作是可以自己提供图案，做成矢量格式发给定做霓虹灯的店铺，选好灯管颜色，他们就可以制作啦。一般这类店铺也可以做一些简单的图形或者英文字的设计，具体都可以自己沟通。在可能的情况下，霓虹灯的灯管应尽量长一些，内径要小一些，尽量提高正柱区压降在灯管总压降中的比例以提高光效。
大多数霓虹灯都采用冷阴极辉光放电。因冷阴极工作时，整个灯基本不发热，从电能转换成光能的。霓虹灯是明亮发光的，充有稀薄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。在技术不断创新的时代，霓虹灯的制造技术及相关零部件的技术水平也在不断进步。新型电极、新型电子变压器的应用，使霓虹灯的耗电量大大降低，由每米灯管耗电56瓦降到每米灯管耗电12瓦。
霓虹灯在连续工作不断电的情况下，寿命达一万小时以上，这一优势是其他任何电光源都难以达到的。霓虹灯由灯管和高压变压器组成。灯管由玻管、电极室组成。电极室由电极、云母片（或瓷环）和电极引线组成。霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管，其辐射光谱具有极强的穿透大气的能力，色彩鲜艳绚丽、多姿，发光效率明显优于普通的白炽灯。