Најчешћи облик материје у универзуму, плазма је дефинирана од стране Соутхвест Ресеарцх Институте-а као „врући јонизовани гас који садржи приближно једнаке количине позитивно наелектрисаних јона и негативно наелектрисаних електрона, "и сматра се четвртим стањем материје које се разликује од чврстог, течног или гасовитог материја. Плазма кугла је у основи минијатурна Теслина завојница која каналише наизменични напон од око 2-5 киловолта на фреквенцији од око 30 Херца, затворено у стаклену куглу која садржи инертни гас попут неона или аргона.
Куглица плазме ради када се у минијатурни Теслин калем уведе напон, стварајући електрично поље унутар лопте. Како је електрода негативно наелектрисана, одлазећи електрони се уводе у већу стаклену куглу, где делују са позитивно наелектрисаним јонима који лебде унутра. Уводи се истовремени осцилаторни напон, мењајући електрично поље и путању електрона, што резултира пипцима - који су у овом тренутку невидљиви - који ударају у унутрашњост већег стакла лопта.
Инертни гас унутар веће стаклене кугле служи да обезбеди одлазећим електронима јонизујуће наелектрисање и пут којим следе други електрони. Ово ствара пипак који се непрекидно протеже од Теслине завојнице до веће плинске кугле све док се напаја напон. Током овог процеса, атоми инертног гаса се побуђују и бацају електроне, што резултира шареним светлом. Боја светлости зависи од врсте инертног гаса који се уноси у лопту, која је обично неонска, али друге опције укључују: