في هذه المصابيح يتم تمرير التفريغ الكهربائي ذو الجهد العالي من خلال أنبوب من الغاز النيون منخفض الضغط وهذا التفريغ الكهربائي يمكن أن يثير الإلكترونات في ذرات النيون مما يسبب لهم القفز من مستوى منخفض ومستقر إلى مستوى أعلى وهذا بطبيعة الحال يكسر قاعدة “لويس” التى تنص على وجوب وجود ثمانية الإلكترونات في القشرة الخارجية لذلك فإن الإلكترون النشط في المستوى الاخير يدخل فى حالة “الاسترخاء” مرة أخرى كما يرتاح هذا الإلكترون مرة أخرى
وينتقل إلى مستوى أقل وبهذا فإنه يلقي بعض الطاقة في شكل حزمة أو فوتون من الضوء، والطول الموجي لهذا الضوء يكون مقابلًا للونه حيث يعتمد على الفرق في الطاقة بين المستويات العليا والسفلى وهذا يعني أن كل عنصر يعطي قبالة بضعة أطوال موجية مميزة للضوء عندما تكون الإلكترونات نشطة وذلك بسبب المستويات المختلفة التى تقفز الالكترونات اليها وهذا هو السبب في أن أضواء النيون تعطي اللون الأحمر والبرتقالي المكهرب، في حين أن مصابيح الأرجون تعطي لونًا ازرق الخزامى ومصابيح النيون يمكن أن تكون زرقاء وخضراء وكل تلك الالوان تشير إلى كيفية أن الإلكترونات النشطة في كل ذرة قادرة على العثور على طريق العودة إلى ديارها واستكمال مستواها الخارجي.