在通常情況下氣體分子是電中性的，但在地面放射性元素的輻照以及紫外線和宇宙射線等的作用下，或多或少總有一些氣體分子或原子被電離，即原來是電中性的氣體分子或原子分離為一個電子和一個帶正電的離子。此外，在有些燈管內，通電的燈絲也會發射電子。　　當在燈管兩端的電極間加上一定的電壓時，外加電壓迫使這些電子和正離子各向陽極和陰極運動，不過此時燈管內的正離子和電子為數甚少，故所形成的電流十分微弱，在通常情況下可以忽略不計。但是，若燈管中的氣體相當稀薄但不是真空，燈管兩端電極上加的電壓足夠高，則電子在向陽極運動的過程中可以得到很大的動能，它們和中性氣體相碰撞時，可以使中性分子電離，即所謂碰撞電離。　　同時，在正離子向陰極運動時，由於以很大的速度撞到陰極上，還可能從陰極表面上打出電子來，這種現象稱為二次電子發射。碰撞電離和二次電子發射使氣體中在很短的時間內出現了大量的電子和正離子。在外電壓作用下這些電子和正離子向相反的方向運動。氣體中就有了電流透過。常見的氣體放電燈，如日光燈、霓虹燈、高壓汞燈、氙燈等的燈管中都充有一定量的氣體，當兩端加上一定電壓時，在氣體中就有電流流過。在常壓下的氣體是不易導電的，像空氣就是很好的絕緣物質，一般情況下是不導電的。使這些氣體由不導電變為導電的過程稱為氣體擊穿。雷雨時天空中的閃電就是空氣被擊穿形成的。通常情況氣體導電是在稀薄氣體中發生。　　常壓氣體不易導電，在比較高的真空中因為電子和離子不易碰到中性粒子，故也不能發生氣體電流。上述的氣體電離導電均屬自激放電。但只靠這種碰撞電離不能長久維持自激放電，因為碰撞產生的所有電子都要向陽極運動，到了陽極便停止了。要想長久地維持放電，必須使陰極不斷地提供電子。一般陰極均裝有能發射電子的燈絲。