Neonlichter verwenden Glasröhren, die mit einem Niederdruckgas gefüllt sind, das unter Hochspannung glüht. Ein Schilderhersteller formt eine oder mehrere Röhren nach Wunsch, fügt eine fluoreszierende Beschichtung hinzu und füllt sie dann mit spezielle Gase. Diese Baugruppe umfasst Elektroden an jedem Ende der Röhre, die mit einem Transformator verbunden sind. Wenn Strom angelegt wird, glüht das Gas in den Röhren und das Schild zeigt seine Botschaft an.
Neonlichter leuchten, weil die Hochspannung das Niederdruckgas ionisiert, das wiederum mit einer Farbe fluoresziert, die auf dem verwendeten Gas basiert. Neon strahlt eine charakteristische rote Farbe, Heliumgelb, Argongrün und Quecksilberdampfblau aus. Durch die Kombination dieser und anderer Gase entsteht eine breite Palette möglicher Farben.
Der Schilderhersteller formt Glasröhren zu Buchstaben oder anderen Formen, fügt nach Wunsch fluoreszierende Beschichtungen hinzu und verbindet dann jeweils Elektroden. Die Baugruppe wird dann an einen Verteiler angeschlossen, der sowohl eine Vakuumpumpe als auch das gewünschte Gas enthält. Der Schildermacher entfernt zuerst die Luft und führt dann das gewünschte Gas mit sehr niedrigem Druck ein. Schließlich versiegelt der Schilderhersteller die Glasbaugruppe und montiert sie zusammen mit dem Transformator, den Anschlusskabeln und den Schaltern.
Neonlichter leuchten konstant mit konstanter Spannung. Durch das Ein- und Ausschalten der Spannung entsteht das klassische Blinken, das auf vielen Schildern zu sehen ist. Eine Kombination aus Röhren, Transformatoren und Schaltern erzeugt den animierten Effekt, der auf klassischen Schildern wie ?Vegas Vic? in Las Vegas, Nevada
Obwohl Neonlichter hell und scheinbar modern sind, weist die Arizona State University darauf hin, dass die Technologie, die diese Lichter ermöglicht, tatsächlich im Jahr 1910 entwickelt wurde.