A iluminação de descarga de gás foi descoberta e comercializada no início do século XX. Quando os inventores aplicaram corrente elétrica de alta voltagem em diferentes gases, eles descobriram que alguns corroeram o fio dentro do tubo de vidro. Gases nobres, conhecidos por serem quimicamente não reativos, foram testados e encontrados para produzir cores vivas. O néon, em particular, emite um brilho intenso. Os outros gases nobres, argônio, hélio, xenônio e criptônio, também são usados para criar sinais e displays coloridos e brilhantes. O radônio, o outro gás nobre, é radioativo e não é usado em sinais.
O néon constitui uma fração do ar que você respira; purificá-lo é simples e barato. É o gás mais comum usado para sinais, emitindo um forte brilho vermelho. Apenas pequenas quantidades de gás são necessárias para fazer um letreiro de néon. Embora as luminárias de sinalização usem altas tensões, seu consumo de energia é muito baixo, na casa dos miliwatts, o que as torna energeticamente eficientes.
Abundante em ar, o argônio é barato de produzir. Sua luz é mais fraca do que o neon. Uma pequena quantidade de mercúrio é geralmente adicionada para produzir luz mais forte. Essas lâmpadas têm uma cor azul claro, embora você possa produzir outras cores revestindo o interior do tubo de vidro com fósforos sensíveis aos ultravioletas. O mercúrio emite luz ultravioleta e faz os fósforos brilharem.
Em climas frios, o hélio pode ser adicionado ao argônio para aquecer a lâmpada mais rapidamente, tornando seu funcionamento mais eficiente.
Além de seu uso com argônio, o hélio pode ser usado sozinho para produzir um brilho vermelho-rosado. O hélio puro é mais um item especial para lâmpadas de descarga de gás do que o néon ou o argônio. Este gás é mais raro; a maior parte do hélio é produzida naturalmente por decomposição radioativa e encontrada em depósitos de gás natural.
O gás xenônio pode ser usado para produzir uma luz lavanda brilhante. Tal como acontece com o hélio, não é frequentemente usado sozinho para iluminação de sinalização, embora seja muito usado para luzes estroboscópicas e fotografia com flash. O xenônio pode ser misturado em várias proporções com outros gases nobres para fazer sinais de cores diferentes.
Krypton emite uma luz branca-amarelada característica. Isso o torna útil para outras cores; se o vidro da lâmpada for colorido, a luz do criptônio assumirá essa nova cor. Tal como acontece com o xenônio, o criptônio também é usado para outras aplicações de iluminação além de sinais, como luzes de aproximação de aeroportos.