霓虹灯是一种低气压冷阳极辉光放电发光的光源。气体放电发光是自然界的一种物理现象。通过气体放电使电能转换为五光十色的光谱线，是霓虹灯工作重要的基本过程。在通常的情况下，气体是良好的绝缘体，他并不能传导电流。但是在强电场、光辐射、例子轰击和高温加热等条件下，气体分子可能发生电离，产生了可以自由移动的代电粒子，并在电场作用下行程电流，使绝缘的气体成为良导体。这种电流通过气体的现象就被称为气体放电过程。
霓虹灯广告招牌的制作过程：
以下我们将逐一介绍霓虹灯广告招牌从无到有的复杂制作过程。
美工图稿与报价：
经由不断的与客户讨论与修改，制作出计算机图稿与报价单，其中包括：
1.铁架与底板的材质、式样与尺寸；
2.金属字颜色与尺寸；
3.字体与图案的颜色与尺寸；
4.霓虹灯是单管？双管？三管？或是密管？霓虹灯管的直径是几m/m？
5.有无底管或字样有无跳动？如有底管密度是几吋？
6.电流与电压的需求为何？
7.价格。
8.其它。
当客户确认所有细节后，即开始进行购料与施工；
铁工设计与施工：
因功用、强度与成本不同，首先决定铁架的形式，如空心架、单面铁架、箱型铁架等。如为超大型铁架，由于公路运输有高度与长度的限制，又有杂乱无章的 cable TV 缆线，所以更需详细计算如何分段加工，如何结成整体，维修架与维修梯更是超大型霓虹招牌所必须的。铁架底板材料有铁网、洞洞铁板、平面烤漆板、ㄇ字形烤漆板、N字形绮丽烤漆板、铝板、白铁板与塑钢板等，价格、质感与泄风性各不相同，因各种现实状况而应有不同考虑。确定现场安装方式与位置。
立体字：
为了加强霓虹广告招牌日间视觉效果和夜间霓虹灯灯光集中的效果，通常有立体字安装在面板之上。而一般立体字的材质有：
铜字：通常用于暗管，质感较高，但易生铜锈，近来有所谓的钛金问世字，生铜锈的情况已大为改善，铜字通常用于门廊或室内。
白铁字：常使用于暗管与明管。镜面或烤漆的值感都很高，但是成本很高。
铅板金属字：是目前业界使用最多的金属字，单价低，施工容易，但易掉漆，尤其白色，(相较于 白铁烤漆，一般维持个三四年没问题)。
如果字体太小或预算较低，也可使用金色或银色阿兰诺，表面有如铜字或白铁字，或是用塑钢板字，都有三维效果，缺点是霓虹灯无铁盒凹槽，所以光线不易集中，从远望有模糊不易辨别字体的缺点。
成本最低的则是以卡典希德割字直接贴在烤漆板上，缺点是感觉平平，无立体感，质感差。
空心架霓虹是成本最低的有铁架霓虹招牌，霓虹灯直接以玻璃管固定，由于铁架空心，变压器放置的位置受到限制，高压线必须拉长，所以较易故障，且无白天广告效果。
霓虹灯管的准备与吹制：
简单的描绘出一笔霓虹灯的基本架构，灯体为9-20mm的玻璃管，两头由电极头封固。
玻璃管的直径：
不同的尺寸使用不同直径的玻璃管，基本上字体愈大，使用的玻璃管直径也愈大。但由于中文字的笔划特性，国内业界普遍使用的玻璃管直径大部分在 11-13mm，14-20mm的管子属于较特殊用途，而我们也不建议用10mm以下的管子，因为内径太小，玻璃管容易短路且非常耗电。
玻璃管的种类：
玻璃管可分为清管(透明无色)与色管(彩色玻璃)。清管又有钠玻璃与铅玻璃之分。钠玻璃可直接由国内的台玻公司提供，价格较便宜且质量也满稳定的，在加工吹管时成型速度较快，但如加工时的温度不均匀，则有爆裂的风险。铅玻璃主要由美国或日本进口，价格高且弯管速度慢，相对成本很高，但导电性与发光度皆较佳，适合气候较寒冷的地区使用。色管(彩色玻璃)在玻璃工厂制作时即已分别加入黄、红、蓝、绿等色素，皆由人工吹制，所以价格高且管径误差较大。
霓虹灯是一种长路放电的冷阳极发光放电器件，采用的是短波紫外线激发荧光粉(如钨酸盐、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐等荧光粉)。它的发光原理为由低气压汞放电产生254毫米紫外线，再由254毫米紫外线激发各类不同的荧光粉，从而获得拾数种色彩的霓虹灯光。
玻璃管送到我们工厂后，需先以清洁液与清水彻底清洗玻璃管内外，彻底将化学杂质与灰尘清洗干净，待水份完全烘干后即可进行玻管内荧光粉的涂装工作。一般来说，荧光粉有五大基本色，如肉色Pink、绿色Green、蓝色Blue、白色White、紫色Purple。如要显现黄色霓虹，则用黄色管内涂装白色荧光粉再以水银点灯。荧光粉、汞、惰气(氖气与氩气)三者间的作用关系。
霓虹灯的吹制：
由于供客户确认的美工图稿大部分都是A4大小，要吹制霓虹灯时，必须将A4文稿以计算机或手工投影将字体和图案还原成实际尺寸。由于中文字的复杂性与(相较于英文)个别图案的单一性，国内的霓虹灯完全无法以任何的模具或方式来达到量产的目的，任何一笔霓虹灯都需由吹管师傅站在高热的瓦斯喷灯前，一弯一折的慢慢循序吹制，除了一张嘴、一条橡胶软管与瓦斯喷灯外，只有一双灵巧的双手，其它并无任何机械可以加速霓虹灯的吹制。由于吹制霓虹灯必须非常靠近瓦斯喷灯，玻璃软化时特性非常难掌握，又屋子内可能充满瓦斯废气，所以吹制霓虹是一门非常辛苦的工艺，养成期非常长，所以近来已较少年轻学徒愿加入霓虹灯的吹制的行业。
霓虹灯管的质量优劣与吹管师傅的技术高低有着密切的关联性，吹管师傅加工霓虹灯管时，离不开吹、接、拉、弯、扭曲等基本技巧，吹管技术高者，操作自如，做得快又好，技术差者，则做得慢，灯管本身甚或易爆裂，致使霓虹灯寿命也较短。
霓虹灯吹制技术好坏的判断：
如何去判断吹制得好或坏呢？只要看其U型弯管的型态即可，一笔霓虹灯整体弯管处管壁厚薄裕均匀，则寿命相对愈长，吹制时如果玻璃软化不够或过度软化，则弯管处管壁的厚度可能太薄或太厚有皱折，或一边薄一边厚，都将影响到霓虹灯的寿命。
封电极头、加热、真空、充惰气：
封电极头、加热、真空：当一笔霓虹灯管案美工图吹制完成，必须在两端接上电极头，电极头有公母之分，母的一方完全密封，公的一方则有一延伸的小泡管以便在真空时接往真空帮浦。真空加热是另一决定霓虹灯真空加热不完全，则残留在霓虹灯管与电极头中的油脂与杂质不能充分的抽离，当然亮度与寿命必不佳。但如果加热加过头，会将活性的荧光粉固化，同样的也会影响亮度。而真空加热不完全的现象在必须加汞的霓虹灯上更明显，传统上都在公电极头的小泡管中段吹制一盛汞珠泡室，将汞小心放入珠泡室中，这样在真空加热时不至于将水银加热，使水银蒸发而逸出在大气中，且可以提高霓虹灯的真空度。但在台湾业界，有些师傅为节省时间，而直接将汞盛装于霓虹灯管并直接加热，由于水银一遇热即开始汽化，扩散于灯体中，所以在超高电压加热时，并不能达到相对高温，无法将杂质与油脂完全排出，故其寿命与亮度都不理想。
充惰气：真空排气完成后，我们必须在霓虹灯管中充入适量的惰气，在国内一般来说是加入氩气或氖气，霓虹灯管中充入氩气则霓虹灯呈现的是冷色系(蓝、白等系列)霓虹灯管中充入氖气则霓虹灯呈现的是暖色系(红、粉红等)。
霓虹灯灯管在经过玻璃管荧光粉涂装、吹制、封接电极头、接上真空放电系统、高压放电加热、真空、充入惰气后，霓虹灯工程前期工作完毕，接下来的为安装工程。而霓虹灯安装工程是关系到总体霓虹灯工程重要的一环，如果霓虹灯管制作质量优良，却忽视安装工程的质量，将导致霓虹灯的可靠性变差，故障率上升，甚或发生意外，不可不加以重视。
灯脚：
灯脚是将霓虹灯架高固定与招牌面板隔离的重要工具，其安装法是将灯脚沿霓虹灯轮廓线安装，基本上尽量构成一大三角形，才能将霓虹灯捆绑得较平稳，而灯脚也不能打得太密集，如果招牌面板凹凸不平，绑灯时又没仔细的调整灯脚高低，则有可能会将霓虹灯绷断。
配线：
霓虹灯属高压冷阳极放电灯，必须匹配高压漏磁变压器才能使灯管点亮发光。安装时将多根霓虹灯串联，然后用高压线与变压器端子相联，霓虹灯管是固定在招牌的前面，而变压器则吊挂在招牌背面，所以必须在招牌面板挖高压线孔，以通过高压线，金属板与高压线需以玻璃管或陶瓷绝缘体加以绝缘。
霓虹灯怎么不亮了：
霓虹招牌由于大部分曝露在室外，空气质量日益恶化，又经年风吹雨淋，所以造成，霓虹灯不亮的外在与内在因素非常多。
1. 当然是，霓虹灯坏了，除了吹制不良，也可能退火不足，真空不足，灯管本身被异物打断，或只是，霓虹灯的寿命已到尽头。
2.灯管与灯管间的串联线或高压线因风吹日晒而断落。
3.高压线因超负载而融化，一并将绝缘玻管融裂，而与金属板短路。而高压线短路时日太久未进行维修，也可能进一步将变压器拖毁。
4.变压器的使用年限已届。让变压器有正常的负载，不要让变压器超高载或超低载，是延长使用霓虹灯与变压器的使用年限的不二法门。当然这与整体制作成本有关。
5.一次电源漏电，可能使单一变压器所负载的多根，霓虹灯或整个招牌不亮。例如921地震时，有很多招牌的变压器未完全固定，因摇晃得过度，过度磨擦造成一次电源破皮而造成漏电的情形。
6. 电压极度不稳，可能造成全部的变压器在短期间全部损坏。
7. 一次电源使用的电线不合规定，太细了，造成电线走火，而引发火灾。
良心的建议：
如果有霓虹业者告诉你，他做的霓虹灯都不会坏，请你不要相信，因为霓虹灯从玻璃管到亮灯，整个制作过程都 以人工完成，难保有任何一个细节不会出问题。不要单以价格决定你的霓虹灯制造者，以一些专业问题考一考业者，有空的话到他们得吹管工厂看看，去他们安装的现场，都有可能提高你的霓虹灯广告招牌的寿命.