Plasma, de meest voorkomende vorm van materie in het universum, wordt door het Southwest Research Institute gedefinieerd als "een heet geïoniseerd gas dat ongeveer evenveel hoeveelheden positief geladen ionen en negatief geladen elektronen", en wordt beschouwd als een vierde toestand van materie die verschilt van vast, vloeibaar of gasvormig er toe doen. Een plasmabal is in wezen een miniatuur Tesla-spoel die een wisselspanning van ongeveer 2-5 kilovolt kanaliseert met een frequentie van ongeveer 30 Hertz, ingesloten in een glazen bol met een inert gas zoals neon of argon.
De plasmabal werkt wanneer er spanning wordt geïntroduceerd in de miniatuur Tesla-spoel, waardoor een elektrisch veld in de bal ontstaat. Omdat de elektrode negatief geladen is, worden de ontsnappende elektronen in de grotere glazen bol gebracht, waar ze interageren met positief geladen ionen die binnenin rondzweven. Een gelijktijdige oscillerende spanning wordt geïntroduceerd, waardoor het elektrische veld en het pad van de elektronen verandert, wat resulteert in de tentakels - die op dit moment onzichtbaar zijn - die de binnenkant van het grotere glas raken bal.
Het inerte gas in de grotere glazen bol dient om de ontsnappende elektronen te voorzien van een ioniserende lading en pad voor andere elektronen om te volgen. Hierdoor ontstaat de tentakel die zich continu uitstrekt van de Tesla-spoel naar de grotere gasbal zolang er spanning wordt geleverd. Tijdens dit proces worden de inerte gasatomen geëxciteerd en stoten elektronen af, wat resulteert in kleurrijk licht. De kleur van het licht hangt af van het type inert gas dat in de bal wordt geïntroduceerd, meestal neon, maar andere opties zijn: