Kada je spojen vanjski strujni krug, izlaz transformatora stvara visoki napon od nekoliko tisuća ili čak desetaka tisuća volti. Kada se ovaj visoki napon primijeni na elektrode na oba kraja neonske cijevi, nabijene čestice unutar cijevi se ubrzavaju u visoko{1}}naponskom električnom polju i lete prema elektrodama, generirajući veliki broj elektrona. Ti pobuđeni elektroni se ubrzavaju u visoko-naponskom električnom polju i sudaraju se s atomima plina unutar cijevi.
Kada je energija tih elektrona koji se sudaraju sa slobodnim atomima plina dovoljno velika, atomi plina se ioniziraju u pozitivne ione i elektrone; ovo je fenomen ionizacije plina. Višak energije od sudara između nabijenih čestica i atoma plina emitira se u obliku fotona, čime se dovršava cijeli proces osvjetljavanja cijevi neonskom svjetlošću.
