气体受到电场或热能的作用，就会使中性气体原子中的电子获得足够的能量，以克服原子核对它的引力而成为自自电子，同时中性的原子或分子由于失去了带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程叫做气体电离。

气体电离常见的形式有：碰撞电离、光电离、热电离以及电极表面发射。供给电子逸出金属电极表面所需能量的方法有：加热阴极的热电子发射，具有高能量质点碰撞引起的二次电子发射，用短波长射线照射阴极表面的光电子辐射以及由强电场引起的自由电子发射。总之，气体放电中电极表面电子发射的发生主要由正离子碰撞阴极和短波长照射阴极引起的。