Prijungus išorinę maitinimo grandinę, transformatoriaus išėjimas sukuria kelių tūkstančių ar net dešimčių tūkstančių voltų aukštą įtampą. Kai ši aukšta įtampa tiekiama abiejuose neoninio vamzdžio galuose esantiems elektrodams, įelektrintos dalelės vamzdžio viduje įsibėgėja aukštos-įtampos elektriniame lauke ir skrenda link elektrodų, generuodamos daug elektronų. Šie sužadinti elektronai įsibėgėja aukštos-įtampos elektriniame lauke ir susiduria su vamzdžio viduje esančiais dujų atomais.
Kai šių elektronų, susidūrusių su laisvaisiais dujų atomais, energija yra pakankamai didelė, dujų atomai jonizuojasi į teigiamus jonus ir elektronus; tai yra dujų jonizacijos reiškinys. Įkrautų dalelių ir dujų atomų susidūrimų energijos perteklius išspinduliuojamas fotonų pavidalu, taip užbaigiant visą vamzdį apšviečiančios neoninės šviesos procesą.
