Ce type de lampe utilise le principe de la décharge d'électrique dans un gaz et le phénomène de luminescence. celle-ci résulte de l'association des ions du gaz ionisé par le courant avec les atomes échappés de la cathode (émission thermoélectronique). Cette dernière reste froide du fait de la faible agitation atomique et la courbe ci-contre montre dans quelle zone se situe le fonctionnement de ce type de lampe.
Deux familles principales correspondent à ce mode de fonctionnement : les tubes à enseignes appelé "néons" du fait du gaz qui a l'origine remplissait ces tubes, et les tubes domestiques et lampes fluo-compactes que l'on appelle encore abusivement "néons" alors que ce sont des tubes luminescents.

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Le Pascal est l’unité normalisée de pression, mais, dans le domaine des décharges électriques, le Torr, qui correspond à une pression de 1 mm de mercure, est couramment employé : 1 torr = 133,3 Pa