La iluminación por descarga de gas se descubrió y comercializó por primera vez a principios del siglo XX. Cuando los inventores hicieron pasar corriente eléctrica de alto voltaje a través de diferentes gases, descubrieron que algunos corroían el cable dentro del tubo de vidrio. Se probó que los gases nobles, conocidos por ser químicamente no reactivos, producían colores vivos. El neón, en particular, emite un brillo brillante. Los otros gases nobles, argón, helio, xenón y criptón, también se utilizan para crear carteles y exhibiciones brillantes y coloridos. El radón, el otro gas noble, es radiactivo y no se utiliza en señales.
El neón constituye una fracción del aire que respira; purificarlo es simple y económico. Es el gas más común que se utiliza para las señales y emite un fuerte resplandor rojo. Solo se necesitan pequeñas cantidades de gas para hacer un letrero de neón. Si bien los dispositivos de señalización utilizan altos voltajes, su consumo de energía es muy bajo, en milivatios, lo que los hace energéticamente eficientes.
Abundante en el aire, el argón es económico de producir. Su luz es más tenue que el neón. Por lo general, se agrega una pequeña cantidad de mercurio para producir una luz más fuerte. Estas lámparas tienen un color azul claro, aunque puede producir otros colores cubriendo el interior del tubo de vidrio con fósforos sensibles a los rayos ultravioleta. El mercurio emite luz ultravioleta y hace que los fósforos brillen.
En climas fríos, se puede agregar helio al argón para calentar la lámpara más rápido, haciendo que su funcionamiento sea más eficiente.
Además de su uso con argón, el helio se puede usar solo para producir un brillo rojo rosado. El helio puro es más un elemento especial para las lámparas de descarga de gas que el neón o el argón. Este gas es más raro; la mayor parte del helio se produce naturalmente por desintegración radiactiva y se encuentra en depósitos de gas natural.
Se puede usar gas xenón para producir una luz lavanda brillante. Al igual que con el helio, no se utiliza a menudo por sí solo para la iluminación de letreros, aunque durante mucho tiempo se ha utilizado para luces estroboscópicas y fotografía con flash. El xenón se puede mezclar en varias proporciones con otros gases nobles para hacer letreros de diferentes colores.
Krypton emite una luz blanca amarillenta característica. Esto lo hace útil para otros colores; si el cristal de la lámpara es de color, la luz del criptón adquirirá ese nuevo color. Al igual que con el xenón, el criptón también se utiliza para aplicaciones de iluminación distintas de las señales, como las luces de aproximación al aeropuerto.