När den externa strömkretsen är ansluten genererar transformatorutgången en högspänning på flera tusen eller till och med tiotusentals volt. När denna högspänning appliceras på elektroderna i båda ändarna av neonröret, accelereras de laddade partiklarna inuti röret i det elektriska-högspänningsfältet och flyger mot elektroderna, vilket genererar ett stort antal elektroner. Dessa exciterade elektroner accelereras i det elektriska-högspänningsfältet och kolliderar med gasatomer inuti röret.
När energin hos dessa elektroner som kolliderar med de fria gasatomerna är tillräckligt stor, joniseras gasatomerna till positiva joner och elektroner; detta är fenomenet gasjonisering. Överskottsenergin från kollisionerna mellan laddade partiklar och gasatomer emitteras i form av fotoner och fullbordar därmed hela processen med neonljuset som lyser upp röret.
