霓虹灯是一种低气压冷阴极辉光放电灯。它的结构和部件为正常辉光放电提供保证，其中的工作物质为得到所需要的光色提供可能。
霓虹灯由灯管和高压变压器组成。灯管由玻管、电极室组成。电极室由电极、云母片(或瓷环)和电极引线组成.玻管内充有工作气体，玻管内壁有的涂有荧光粉。高压变压器有漏磁式变压器和电子式变压器两种，它是点燃霓虹灯管必不可少的元件。
1.玻管
玻管的主要作用有填充工作气体、连结两只电极和透射可见光线三个作用。常见的霓虹灯玻管有明管、粉管和彩管三种。
2.电极
电极是用来发射电子和收集电子及正离子的，采用耐正离子轰击、熔点较高，易于发射电子的金属制作。
3.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。
4.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。
5.工作气体
工作气体多为惰性气体，氖、氮是最常用的工作气体，氖气多充入明管制作红色霓虹灯.氢气多与汞组成氢汞混合气充入粉管制作其他颜色的霓虹灯。
6..荧光粉
玻管内壁涂上不同品种的荧光粉可方便地与氢、汞混合气制成各种色彩的霓虹灯。
7.高压变压器
它是接在霓虹灯管电路中的稳流装置，它与灯管组成一组完整的霓虹灯。辉光放电在电性能上有如下特点:一是需较高的着火电压和较低的工作电压，二是具有负伏安特性使得放电无法稳定。采用漏磁式高压变压器或电子式升压变压器都可为灯管提供高达15}V的电压使灯着火启辉，气体一开始放电，电压会马上跌落至一恒定值，维持灯管正常辉光放电于一稳定状态。