Osvjetljenje s plinskim pražnjenjem prvi je put otkriveno i komercijalizirano početkom 1900-ih. Kad su izumitelji provodili visokonaponsku električnu struju kroz različite plinove, otkrili su da su neki nagrizali žicu unutar staklene cijevi. Plemeniti plinovi, poznati po tome što su kemijski nereaktivni, pokušavali su i pronađeno je da proizvode žive boje. Neon, posebno, daje blistav sjaj. Ostali plemeniti plinovi, argon, helij, ksenon i kripton, također se koriste za stvaranje svijetlih, šarenih znakova i prikaza. Radon, drugi plemeniti plin, radioaktivan je i ne koristi se u znakovima.
Neon čini djelić zraka koji udišete; pročišćavanje je jednostavno i jeftino. To je najčešći plin koji se koristi za znakove, odajući jak crveni sjaj. Za stvaranje neonskog znaka potrebne su samo male količine plina. Iako uređaji za znakove koriste visoke napone, njihova je potrošnja energije vrlo mala, u milivatima, što ih čini energetski učinkovitima.
Obilno u zraku, argon se jeftino proizvodi. Njegova je svjetlost slabija od neonske. Obično se doda sitna količina žive da bi se stvorilo jače svjetlo. Te svjetiljke imaju svijetloplavu boju, mada možete proizvesti i druge boje premazujući unutrašnjost staklene cijevi fosforima osjetljivim na ultraljubičasto svjetlo. Živa odaje ultraljubičasto svjetlo i čini da fosfor svijetli.
U hladnim klimatskim uvjetima helij se može dodati u argon za brže zagrijavanje svjetiljke, čineći njezin rad učinkovitijim.
Uz upotrebu s argonom, helij se može koristiti i sam za stvaranje ružičasto-crvenog sjaja. Čisti helij više je specijalnost za žarulje s plinskim pražnjenjem nego neon ili argon. Ovaj je plin rjeđi; većina helija prirodno nastaje radioaktivnim raspadanjem i nalazi se u ležištima prirodnog plina.
Ksenonski plin može se koristiti za stvaranje sjajne svjetlosti lavande. Kao i kod helija, on se često ne koristi sam za rasvjetu znakova, iako se dugo koristi za stroboskopska svjetla i fotografiranje bljeskalicama. Ksenon se može miješati u raznim omjerima s drugim plemenitim plinovima dajući znakove različitih boja.
Kripton emitira karakterističnu žuto-bijelu svjetlost. To ga čini korisnim za ostale boje; ako je staklo lampe obojeno, svjetlost kriptona poprimit će tu novu boju. Kao i kod ksenona, kripton se također koristi za osvjetljenje osim za znakove, poput svjetla za prilaz zračnoj luci.