Neonlampen werden im Sprachgebrauch gerne auch als Leuchtstoffröhren bezeichnet. Sie sind jedoch klar abzugrenzen, da die Technik eine andere ist. Neonlampen haben zwar dieselbe Form, wie Leuchtstoffröhren und funktionieren nach demselben Prinzip der Gasentladung, enthalten aber als Leuchtmittel das Edelgas Neon. Um dieses Gas zur Entladung und damit zum Leuchten zu bringen, ist eine Hochspannung von dreihundert Volt pro Meter erforderlich. Das Licht, das eine Neonlampe abgibt, ist rot-orange gefärbt. Unter die Bezeichnung Neonlampen fallen auch Lampen mit anderen Gasfüllungen wie Argon oder Krypton, die jeweils andere Lichtfarben erzeugen.
Neonlampen sind grundsätzlich nicht zur Beleuchtung geeignet, sondern finden hauptsächlich Einsatz in der Lichtreklame. Sie sind daher nicht immer nur Stabförmig, sondern können vor der Befüllung mit dem Edelgas zu verschiedenen Figuren geformt werden. Durch Einfärbungen der Glasröhren entstehen bunte Leuchtreklamen und Objekte.
Der Aufbau einer Neonlampe ist relativ einfach, denn sie besteht lediglich aus einem dünnen Glasrohr, das an beiden Enden mit Elektroden versehen ist. Unter geringem Druck werden die Glasröhren mit dem Edelgas befüllt und luftdicht verschlossen. Wird an den Elektroden eine hohe elektrische Spannung angelegt, so kommt es zu einem geringen Stromfluss innerhalb der Gasfüllung, der, vereinfacht dargestellt, die Atome des Gases in Bewegung setzt und zu Kollisionen führt, durch die letztendlich das Licht erzeugt wird. Aufgrund der erforderlichen hohen elektrischen Spannung sind Neonlampen ausgesprochen energieintensiv und im Betrieb sehr teuer.