При обычных условиях газы являются диэлектриками и не проводят электрического тока. Но при некоторых условиях и газы становятся проводниками. Прохождение тока в газе значительно сложнее, чем в металлах и электролитах. возможно, если имеются (или образуются) свободные заряды. Обычно их число сильно меняется в процессе прохождения тока. Вследствие этого сопротивление газов (отношение U/I напряжения U к току I) меняется при изменении силы тока I. Так что сила тока в газовых проводниках не подчиняется закону Ома (U=RI). Эта зависимость числа носителей заряда при прохождении тока через газы и определяет характерные особенности этого процесса. Кроме того, ток в газах существенно зависит от плотности газа. Молекулы газов электрически нейтральны и поэтому не могут создавать ток. Для создания тока через газ необходимо создать в нем свободные носители зарядов. Такие свободные заряды получаются из молекул газа или атомов, при их ионизации, т. е. когда часть валентных электронов "отрывается" от атомов. Тогда остаток атома или молекулы имеет положительный заряд, т. е. становится положительным ионом. При ионизации образуются два вида свободных носителей зарядов: положительные ионы и электроны. Под воздействием электрического поля, образовавшиеся ионы и электроны двигаются, создавая электрический ток. Так как электрон в атоме притягивается положительно заряженным ядром.

Процесс ионизации тратит энергию на совершение работы против сил притяжения электронов к ядрам атомов. Поэтому для ионизации газа нужен источник энергии, называемый обычно ионизатором. В качестве ионизатора можно использовать пламя, разогревающее газ до высоких температур, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение, быстро летящие частицы (альфа-частицы, электроны).  Прохождение тока через газы называют газовым разрядом. При несамостоятельном разряде используется ионизатор. Если ионизатор устранить, то ионы и электроны вскоре воссоединяются (говорят: рекомбинируют), остаются лишь электронейтральные молекулы. В результате газ перестает проводить ток, то есть становится диэлектриком.  В результате действия ионизатора между электродами появляются ионы  и электроны.

Рис. Зависимость тока от напряжения на электродах в газе (несамостоятельный разряд). При постепенном увеличении напряжения на электродах, ток между ними сначала возрастает пропорционально напряжению (примерно до напряжения U1). При малых напряжениях на электродах сила, действующая на заряды вдоль поля, тоже мала. Поэтому только небольшая часть всех ионов и электронов, скорости которых по направлению близки к направлению поля, принимает участие в образовании тока между электродами. Затем ток практически перестает увеличиваться и сохраняет свое значение I1, хотя напряжение увеличивается до значения U2.
Общее число заряженных частиц в промежутке между электродами постоянно, т. к. определяется интенсивностью ионизатора и динамическим равновесием между процессами ионизации и рекомбинации. Поэтому, когда полное число заряженных частиц создаёт ток, то ток перестаёт зависеть от напряжения на электродах (участок от U1 до U2). При дальнейшем увеличении напряжения (больше U2) ток значительно увеличивается даже при небольшом увеличении напряжения. причем небольшому увеличению напряжения на электродах соответствует очень большой рост тока, Далее ток увеличивается даже при неизменном напряжении U, причём выделяется большое количество тепла и газ начинает светиться. 

Выделяют несколько видов самостоятельного разряда.

При большом напряжении дальнейшем увеличении напряжения кинетическая энергия ионов или электронов может достичь таких значений, при которых их столкновение с нейтральной молекулой способно ионизировать её. Число заряженных частиц растет за счет ионизации, которую производят сами быстро летящие заряженные частицы. Такой процесс называется лавинообразным разрядом в газе. При лавинообразном разряде число заряженных частиц очень быстро увеличивается, т. е. ток достигает очень больших значений (при U>U2 на рис.). после того как напряжение на электродах достигнет значения, при котором начнется лавинообразный разряд. К таким лавинообразным разрядам относятся искра, молния и дуга.

Дуговой разряд  представляет собой лавинообразный разряд в воздухе в промежутке между двумя угольными электродами. Если два угольных стержня, на которые подано напряжение 30-40 В, соединить на пару секунд, а затем отодвинуть на расстояние 1-2 см, то теплота, созданная током в месте касания стержней, ионизирует воздух, превращая его в проводник. нагретые угли создадут мощное тепловое излучение вокруг себя, ионизирующее молекулы воздуха.
После раздвигания стержней газовый разряд между ними превращается в лавинообразный. Лавина ионов, движущихся с большими скоростями бомбардирует концы углей, разогревая их до температуры в несколько тысяч градусов. Концы углей быстро сгорают вследствие сильного разогревания: отрицательный электрод имеет температуру порядка 2500°С, а положительный около 4000°С. В результате газ и горячие концы электродов начинают испускать ослепительно яркий свет. Используя для защиты глаз темное стекло, можно увидеть, что светящийся воздух имеет вид дуги. Именно поэтому этот разряд называется дуговым разрядом или “электрической дугой”. Дуговой разряд применяется для электросварки, для выплавки металлов в электродуговых печах, а также в мощных киноаппаратах и военных прожекторах.

Электрические токи в разреженных газах. В любом газе всегда есть хотя бы небольшое число ионов. Они появляются за счет ионизации молекул при соударениях с очень быстрыми молекулами, квантами света или других электромагнитных излучений, быстро летящими космическими частицами. Однако число таких ионов невелико и получить разряд в газе при атмосферном давлении удается только при больших напряжениях. Дело в том, что разогнать ион электрическим полем до большой скорости можно только на достаточно большом пути, а в газах при давлениях порядка атмосферного длина свободного пробега молекулы слишком мала., что скорость, а следовательно, и кинетическая энергия молекулы не возрастает до величины, при которой она способна ионизировать другие молекулы. Поэтому лавина, а следовательно, и разряд в плотном газе не возникает.  Иная картина в разреженных газах. При давлениях, соответствующих долям миллиметра ртутного столба, длина свободного пробега молекулы (т. е. без столкновения с другими молекулами) настолько велика,
что ионизация становится возможной. энергия ее под действием электрического поля возрастает до значений, при которых она способна ионизировать встречную молекулу при столкновении с ней. Поэтому в разреженных газах можно наблюдать разряд или прохождение тока. Если впаять в трубку электроды и наполнить ее газом при давлении порядка нескольких миллиметров  ртутного столба, а на электроды подать высокое напряжение (несколько тысяч вольт), то газ в трубке начинает светиться. Сначала газ светится во всем объеме трубки между электродами, за исключением небольшого пространства около катода.
Светящаяся часть называется положительным светящимся столбом, а темная- темным катодным пространством. При увеличении разрежения газа (1–10 Па)  светящийся столб распадается на отдельные светящиеся полосы, называемые стратами, разделенные темными промежутками. Такой разряд в газе называется тлеющим разрядом. Он используется при устройстве газосветных ламп и трубок. Свечение газа возникает за счет возбуждения молекул быстро летящими заряженными частицами. Тлеющий разряд} обычно возникает в разреженных газах (1–10 Па). Если из стеклянной трубки с электродами, подключенными к высоковольтному источнику тока, откачивать воздух насосом, то через некоторое время воздух в трубке начнет испускать неяркий красно-малиновый свет. Используя вместо воздуха другие разреженные газы, можно наблюдать свечения и других оттенков. Разреженные водород и гелий, например, испускают сине-зеленый свет, а газ неон - красно-оранжевый.