Bien que les lampes au néon sont nommés pour l'élément néon, le premier élément utilisé pour les faire, toutes les enseignes au néon contiennent pas réellement gaz néon. Tous, cependant, fonctionnent sur le même principe de base: Un courant électrique à travers un gaz dans un tube de verre excite les électrons des atomes dans le gaz, les obligeant à émettre de la lumière. Différents gaz émettent de la lumière à des longueurs d'onde caractéristiques, ce qui explique pourquoi différents types de lampes au néon ont des couleurs différentes.
Néon
Neon a été le premier gaz utilisé pour fabriquer des enseignes au néon. Il est un gaz noble, un élément sous le dernier groupe du tableau périodique, et par conséquent est inerte et non réactive. Des enseignes au néon faites avec l'élément néon sont colorés en rouge.
Argon
L'argon est un gaz noble qui est souvent utilisé pour fabriquer des enseignes au néon. Contrairement à néon, cependant, les atomes d'argon excités libèrent la lumière bleu lavande. La différence de couleur entre le néon, l'argon et d'autres éléments découle de la différence entre les orbitales inoccupés disponibles pour des électrons dans ces atomes; le courant à travers le gaz excite les électrons dans les atomes de gaz de sorte qu'ils sautent aux orbitales de haute énergie. Quand ils retombent à une orbite inférieure, ils libèrent des photons de lumière. L'énergie d'un photon est égale à la différence entre l'énergie de l'électron dans l'orbitale plus haute énergie et l'énergie dans la partie inférieure d'énergie orbitale. Plus l'énergie d'un photon de lumière a, plus sa fréquence et la "bluer" ce sera.
Hélium
L'hélium est un gaz noble. enseignes au néon à l'hélium ont une couleur jaune pâle.
Krypton
enseignes au néon Krypton lueur d'une couleur gris-vert pâle.
Xénon
Les lampes au xénon brillent d'une couleur gris ou bleu-gris.