Trong điều kiện bình thường, khí neon không màu, nhưng khi có phóng điện chạy qua nó, nó phát sáng màu đỏ cam. Điều này xảy ra vì sự phóng điện tạm thời đưa các điện tử của neon lên đến a quỹ đạo năng lượng cao hơn, và khi các electron đó giảm trở lại trạng thái bình thường của chúng, năng lượng rời ra sẽ được chuyển đi dưới dạng ánh sáng. Đèn ống thủy tinh sử dụng đặc tính này được gọi là đèn phóng điện.
Mặc dù đèn phóng điện có nhiều màu sắc khác nhau thường được gọi là "đèn neon", nhưng chỉ những đèn phát ra ánh sáng đỏ cam mới thực sự chứa neon. Đèn phóng khí màu xanh lam sử dụng thủy ngân, đèn màu trắng sử dụng carbon dioxide và đèn vàng sử dụng helium. Hiện có thể có hơn 150 màu khác trong đèn phóng điện bằng cách sử dụng hơi thủy ngân kết hợp với các lớp phủ phosphor đặc biệt.
