霓虹灯是明亮发光的，充有稀薄氖气或其它稀有气体的通电玻璃管或灯泡，是一种冷阴极气体放电灯。霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体。几千伏的电压施加在电极上，电离管中的气体使其发出光。光的颜色取决于管中的气体。
霓虹灯是依靠灯光两端电极头在高压电场下将灯管内的稀有气体击燃，它不同于普通光源必须把钨丝烧到高温才能发光，造成大量的电能以热能的形式被消耗掉，因此，用同样多的电能，霓虹灯具有更高的亮度。
云母片（或套环）
主要作用是支撑电极、隔热和减少玻管内壁阴极溅射物。支撑电极可使其不能移位、不松动和不接触玻管；隔热可防玻管炸裂；减少玻管内壁阴极溅射物可延长灯管寿命。
电极引线
通过它可使电极与外电路联接，需选用导电性好且热胀系数与玻璃相近的材料，电极引线多用杜美丝制作。
工作气体
工作气体多为惰性气体，氖、氩是常用的工作气体，氖气多充入明管制作红色霓虹灯，氩气多与汞组成氩汞混合气充入粉管制作其他颜色的霓虹灯。
荧光粉
玻管内壁涂上不同品种的荧光粉可方便地与氩、汞混合气制成各种色彩的霓虹灯。