放电管中充有一定的惰性气体。平常气体是不导电的，只有当电离后，气体才会导电。当气体在存在自由电子或离子及较高的电场强度或在射线的激发下，气体才会电离，产生导电粒子。
当过电压超过了放电管放电电压以后。放电管内的气体就会被电离，产生电流，直至弧光放电。这时弧光放电电压降仅10~25伏。这个弧光放电压降几乎不随弧光电流的大小而变，呈现出一种稳压特性。这一结果是由于气体放电的机理所决定的。气体导电依赖于气体电离产生的电子和离子在电场中运动而产生电流。放电电流增加，参与导电的离子、电子数增加、电阻率随电流呈现线性下降。也就是只要在放电管内形成了电弧，则不论流经放电管的电流如何增加，放电管上的端电压降不变化。