Les néons fonctionnent en appliquant une haute tension aux électrodes à chaque extrémité d'un tube de verre scellé rempli de gaz néon à basse pression. Cela ionise le néon et le fait briller.
La lumière du gaz néon est créée par la collision constante d'atomes, d'ions et d'électrons. Les atomes de néon possèdent 10 électrons : deux orbitent autour du niveau d'énergie interne et huit orbitent autour du niveau d'énergie externe. Lorsqu'un courant électrique traverse les atomes de néon, les huit électrons externes absorbent cette énergie et passent à un niveau d'énergie plus élevé. Dans cet état excité, les atomes sont instables et les électrons retombent rapidement à leur niveau d'énergie d'origine. L'énergie qui a été absorbée est ensuite libérée sous forme de particules lumineuses colorées appelées photons.
Les enseignes au néon sont des tubes de verre pliés en lettres ou en formes, et le type de gaz combiné à la couleur du verre détermine leur couleur. Différents gaz produisent différentes couleurs. Le néon émet une lumière rouge, les faisceaux de xénon comme le soleil de midi, l'hélium brille en jaune, le krypton se lave de blanc et l'argon combiné à la vapeur de mercure émet du bleu. Un gaz tel que l'argon bleu brillant est placé dans un tube jaune pour créer une lumière verte. Lorsque l'argon est placé dans du verre bleu, une lumière bleu foncé est créée.
Les lampes fluorescentes sont similaires aux lampes au néon mais ont une étape supplémentaire. Ces lampes sont remplies de vapeur de mercure à basse pression, qui émet une lumière ultraviolette lorsqu'elle est ionisée. Le verre recouvert de phosphore accepte les photons ultraviolets et émet une fluorescence avec la lumière visible.
