Når den eksterne strømkretsen er tilkoblet, genererer transformatorutgangen en høyspenning på flere tusen eller til og med titusenvis av volt. Når denne høyspenningen påføres elektrodene i begge ender av neonrøret, akselereres de ladede partiklene inne i røret i det elektriske-høyspenningsfeltet og flyr mot elektrodene, og genererer et stort antall elektroner. Disse eksiterte elektronene akselereres i det elektriske-høyspenningsfeltet og kolliderer med gassatomer inne i røret.
Når energien til disse elektronene som kolliderer med de frie gassatomene er stor nok, ioniseres gassatomene til positive ioner og elektroner; dette er fenomenet gass-ionisering. Overskuddsenergien fra kollisjonene mellom ladede partikler og gassatomer sendes ut i form av fotoner, og fullfører dermed hele prosessen med neonlyset som lyser opp røret.
