Al aplicar una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor metálico, los electrones libres que contiene son acelerados por el campo eléctrico que se crea y, por lo tanto, adquieren energía cinética.
Cuando la diferencia de potencial aplicada entre los electrodos es elevada, los pocos iones presentes en el gas son acelerados por el campo eléctrico y la energía cinética que adquieren es capaz de ionizar otras moléculas mediante choque.
Este gas enrarecido no es conductor, pero cuando alguna partícula radiactiva o un fotón de rayos γ penetra en el espacio interior del tubo, ioniza el gas; entonces, el campo eléctrico creado entre la pared cilíndrica del tubo (con funciones de cátodo) y la varilla situada en el eje del cilindro (en funciones de ánodo) produce una descarga en cascada por el choque sucesivo de los iones y los electrones acelerados a causa del campo eléctrico creado entre el cátodo y el ánodo.
Estos electrones son acelerados y frenados sucesivamente una y otra vez.
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