氣體受到電場或熱能的作用，就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量，以克服原子覈對它的引力而成爲自自電子，同時中性的原子或分子由於失去了帶負電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離。
氣體電離常見的形式有：碰撞電離、光電離、熱電離以及電極表面發射。供給電子逸出金屬電極表面所需能量的方法有：加熱陰極的熱電子發射，具有高能量質點碰撞引起的二次電子發射，用短波長射線照射陰極表面的光電子輻射以及由強電場引起的自由電子發射。總之，氣體放電中電極表面電子發射的發生主要由正離子碰撞陰極和短波長照射陰極引起的。
