荧光管内充满了低压氩气或氩氖混合气体及水银蒸气，而在玻璃荧光管的内侧表面，则涂上一层磷质荧光漆，在灯管的两端设有由钨制成的灯丝线圈。当电源接通后，首先电流通过灯丝加热并释放出电子，电子会把管内气体变成等离子（plasma），并令管内电流加大，当两组灯丝间的电压超过一定值之后灯管开始产生放电，使水银蒸气发放出253.7nm及185nm波长的紫外线，荧光管内侧表面的磷质荧光漆会吸收紫外线，并释放出较长波长的可见光。发出的光线颜色由磷质成分的比例控制，而玻璃管则避免有害的紫外线及其他有害物质如水银泄漏出来。

荧光管的放电电流与导通电阻之间存在一个正反馈关系：当更多电流流进荧光管后使得更多气体被离子化，使得管内的导通电阻不断降低，如此便会令更多电流入荧光管内。如果将荧光管直接接到固定电压的电源，荧光管将会因电流不断上升而很快被烧毁，因此需要以一个辅助电路控制进入荧光管的电流在一固定水平，而这个电流控制电路通常被称为镇流器。传统镇流器实际上是一个电感，当导通电阻降到很低的时候，镇流器固定的感抗和铜耗使导通电流近似于定值，开始稳定工作。传统镇流器需搭配一个称为启辉器（Starter，俗称“士赖达”、“跳泡”）的小元件才能使灯丝间的压差达到使荧光管足以放电的程度，最新的电子式镇流器则不需要启辉器，因为启动工作已被包含在镇流器内。