霓虹燈原理在密閉的玻璃管內，充有氖、氦、氬等氣體，燈管兩端裝有兩個金屬電極，電極一般用銅材料製作，電極引線接入電源電路，配上一隻高壓變壓器，將10至15kV的電壓加在電極上。由於管內的氣體是由無數分子構成的，在正常狀態下分子與原子呈中性。在高電壓作用下，少量自由電子向陽極運動，氣體分子的急劇遊離激發電子加速運動，使管內氣體導電，發出色彩的輝光。霓虹燈原理的發光顏色與管內所用氣體及燈管的顏色有關，霓虹燈原理如果在淡黃色管內裝氖氣就會發出金黃色的光，如果在無色透明管內裝氖氣就會發出黃白色的光。霓虹燈原理要產生不同顏色的光，就要用許多不同顏色的燈管或向霓虹燈管內裝入不同的氣體。
