L'illuminazione a scarica di gas è stata scoperta e commercializzata per la prima volta all'inizio del 1900. Quando gli inventori hanno fatto passare la corrente elettrica ad alta tensione attraverso diversi gas, hanno scoperto che alcuni corrodevano il filo all'interno del tubo di vetro. I gas nobili, noti per essere chimicamente non reattivi, sono stati provati e trovati per produrre colori vividi. Il neon, in particolare, emana un bagliore luminoso. Gli altri gas nobili, argon, elio, xeno e krypton, vengono utilizzati anche per creare insegne luminose e colorate. Il radon, l'altro gas nobile, è radioattivo e non viene utilizzato nelle insegne.
Il neon costituisce una frazione dell'aria che respiri; purificarlo è semplice ed economico. È il gas più comune utilizzato per i segni, emettendo un forte bagliore rosso. Sono necessarie solo piccole quantità di gas per realizzare un'insegna al neon. Mentre i dispositivi di segnaletica utilizzano tensioni elevate, il loro consumo energetico è molto basso, nell'ordine dei milliwatt, il che li rende efficienti dal punto di vista energetico.
Abbondante nell'aria, l'argon è poco costoso da produrre. La sua luce è più debole del neon. Di solito viene aggiunta una piccola quantità di mercurio per produrre una luce più forte. Queste lampade hanno un colore azzurro, sebbene sia possibile produrre altri colori rivestendo l'interno del tubo di vetro con fosfori sensibili ai raggi ultravioletti. Il mercurio emette luce ultravioletta e fa brillare i fosfori.
Nei climi freddi, è possibile aggiungere elio all'argon per riscaldare più velocemente la lampada, rendendone più efficiente il funzionamento.
Oltre al suo uso con l'argon, l'elio può essere usato da solo per produrre un bagliore rosso-rosato. L'elio puro è più un articolo speciale per le lampade a scarica di gas rispetto al neon o all'argon. Questo gas è più raro; la maggior parte dell'elio è prodotto naturalmente dal decadimento radioattivo e si trova nei depositi di gas naturale.
Il gas xeno può essere utilizzato per produrre una brillante luce color lavanda. Come con l'elio, non viene spesso utilizzato da solo per l'illuminazione di insegne, sebbene sia stato a lungo utilizzato per luci stroboscopiche e fotografia con flash. Lo xeno può essere miscelato in varie proporzioni con altri gas nobili per fare segni di diversi colori.
Krypton emette una caratteristica luce giallo-bianca. Questo lo rende utile per altri colori; se il vetro della lampada è colorato, la luce del krypton assumerà quel nuovo colore. Come con lo xeno, il krypton viene utilizzato anche per applicazioni di illuminazione diverse dai segnali, come le luci di avvicinamento degli aeroporti.