A forma mais comum de matéria no universo, o plasma é definido pelo Southwest Research Institute como "um gás ionizado quente contendo aproximadamente o mesmo quantidades de íons carregados positivamente e elétrons carregados negativamente ", e é considerado um quarto estado da matéria distinto de sólido, líquido ou gasoso matéria. Uma bola de plasma é essencialmente uma bobina de Tesla em miniatura canalizando uma voltagem alternada de cerca de 2-5 quilovolts a uma frequência de cerca de 30 Hertz, dentro de uma bola de vidro contendo um gás inerte, como néon ou argônio.
A bola de plasma opera quando a voltagem é introduzida na bobina de Tesla em miniatura, criando um campo elétrico dentro da bola. Como o eletrodo é carregado negativamente, os elétrons que escapam são introduzidos na bola de vidro maior, onde interagem com íons carregados positivamente flutuando em seu interior. Uma tensão oscilante simultânea é introduzida, mudando o campo elétrico e o caminho dos elétrons, resultando nos tentáculos - que, neste ponto, são invisíveis - que atingem o interior do vidro maior bola.
O gás inerte dentro da bola de vidro maior serve para fornecer aos elétrons que escapam uma carga ionizante e um caminho para outros elétrons seguirem. Isso cria o tentáculo que se estende continuamente da bobina de Tesla para a bola de gás maior enquanto a tensão for fornecida. Durante esse processo, os átomos de gás inerte são excitados e liberam elétrons, resultando em uma luz colorida. A cor da luz depende do tipo de gás inerte introduzido na bola, que geralmente é neon, mas outras opções incluem: