Si bien el tubo es normalmente de vidrio, los tubos más potentes utilizan cerámica y en versiones militares, a veces, una combinación de vidrio y metal.
Las características eléctricas de estos tubos están sustancialmente influenciadas por la presión y composición del gas que contienen.
Su función deseada puede ser, el arco eléctrico o la Descarga luminiscente (glow discharge).
También sirven como captadores como en el caso del tubo Geiger-Müller que se usa en el contadores Geiger para detectar y medir la radiación ionizante.
Los reactores para la fusión nuclear como el Farnsworth-Hirsch Fusor son similares a los tubos llenos de gas en su funcionamiento.