Im Innern einer Leuchtstoffröhre befindet sich ein Gasgemisch, das durch eine hohe elektrische Spannung an den zwei gegenüberliegenden Elektroden der Röhre leitfähig gemacht wird. Dadurch entsteht einen elektrische Entladung. Zum Zünden braucht man einen Starter, der die Elektroden durch den Stromfluss zum Glühen bringt.
Der Glaskolben der Leuchtstoffröhre ist auf der Innenseite mit einem Leuchtstoff überzogen. Dieser Leuchtstoff wird durch die bei der Entladung entstehende Spannung angeregt und beginnt ebenfalls zu leuchten. Deshalb nennt man Leuchtstoffröhren auch Fluoreszenzröhren.
Vorteile von Leuchtstoffröhren sind der sehr hohe Wirkungsgrad (60%) und die lange Lebensdauer, Nachteile die große Bauform und die fehlende Möglichkeit, das Licht bündeln zu können.