离子体发光主要是气体的电子得到足够的能量(大于气体的离化能)之后，可以完全脱离原子，即被电离。这种电子比在固体中自由得多，它具有较大的动能，以较高的速度在气体中飞行，而且电子在运动过程中与其他粒子会产生碰撞，使更多的中性粒子电离。在大量的中性粒子不断电离的同时，还有一个与电离相反的过程，就是复合现象。所谓复合就是两种带电的粒子结合形成中性原子。在复合过程中，电子将能量以光的形式放出来，这种现象就称之为离子发光。