צורת החומר הנפוצה ביותר ביקום, פלזמה מוגדרת על ידי מכון המחקר דרום-מערב כ"גז מיונן חם המכיל בערך שווה כמויות של יונים טעונים חיוביים ואלקטרונים טעונים שלילית, "והוא נחשב למצב רביעי של חומר הנבדל ממוצק, נוזלי או גזי חוֹמֶר. כדור פלזמה הוא למעשה סליל טסלה מיניאטורי המתעל מתח מתחלף של כ 2-5 קילוולט בתדירות של כ -30 הרץ, סגורה בתוך כדור זכוכית המכיל גז אינרטי כמו ניאון או ארגון.
כדור הפלזמה פועל כשמכניסים מתח לסליל הטסלה המיניאטורי, ויוצר שדה חשמלי בתוך הכדור. כאשר האלקטרודה טעונה שלילית, האלקטרונים הנמלטים מוחדרים לכדור הזכוכית הגדול יותר, שם הם מתקשרים עם יונים טעונים חיוביים המרחפים פנימה. מתח מתנודד במקביל, המשנה את השדה החשמלי ואת מסלול האלקטרונים, וכתוצאה מכך המחושים - אשר בשלב זה אינם נראים לעין - פוגעים בפנים הזכוכית הגדולה יותר כַּדוּר.
הגז האינרטי בתוך כדור הזכוכית הגדול משמש כדי לספק לאלקטרונים הנמלטים מטען מיינן ודרך עבור אלקטרונים אחרים לעקוב אחריהם. זה יוצר את הזרוע המשתרעת ברציפות מסליל טסלה לכדור הגז הגדול כל עוד אספקת המתח. במהלך תהליך זה אטומי הגז האינרטי מתרגשים ושופכים אלקטרונים, וכתוצאה מכך אור צבעוני. צבע האור תלוי בסוג הגז האינרטי המוחדר לכדור, שהוא בדרך כלל ניאון אך אפשרויות אחרות כוללות: