כאשר מעגל החשמל החיצוני מחובר, יציאת השנאי מייצרת מתח גבוה של כמה אלפי או אפילו עשרות אלפי וולט. כאשר מתח גבוה זה מופעל על האלקטרודות בשני הקצוות של צינור הניאון, החלקיקים הטעונים בתוך הצינור מואצים בשדה החשמלי של המתח הגבוה- ועופים לעבר האלקטרודות, ויוצרים מספר רב של אלקטרונים. האלקטרונים הנרגשים הללו מואצים בשדה החשמלי המתח הגבוה- ומתנגשים באטומי גז בתוך הצינור.
כאשר האנרגיה של אלקטרונים אלה המתנגשים עם אטומי הגז החופשיים גדולה מספיק, אטומי הגז מיוננים ליונים חיוביים ולאלקטרונים; זוהי תופעת יינון הגז. האנרגיה העודפת מההתנגשויות בין חלקיקים טעונים ואטומי גז נפלטת בצורה של פוטונים, ובכך משלימה את כל התהליך של אור הניאון המאיר את הצינור.
