형광등 내부에는 플라즈마가 형성되어 있습니다. 이때 생성되는 플라즈마는 다음과 같습니다.
형광등 양 끝에 있는 필라멘트에서 열전자가 방출되어 형광등 내에 있는 기체에 충돌하여 플라즈마가 형성되게 됩니다. 이 플라즈마의 역할은 다음과 같습니다. 플라즈마 입자들이 형광등 표면에 발려져 있는 형광물질과 충돌하여 형광 물질들은 여기 상태로 에너지 전이를 하게 됩니다. 여기된 형광 물질들이다시 바닥에너지 상태로 되돌아 오면서 내는 빛이 형광등에서 나오는 가시 광선의 빛으로 우리 눈에 보이는 것입니다. 여기서 형광등 내의 전자의 온도는 수천도가 됩니다.(1 eV=11000 K) 하지만 이렇게 높은 온도를 갖은 플라즈마가 형광등 내에 있는데도 형광등은 뜨겁지 않지요. 만일 이들 온도가 형광등 표면에 그대로 전달된다면 형광등이 녹고 말겠지만 실제 백열등의 표면온도보다 형광등의 표면 온도는 낮습니다. 그 이유는 플라즈마 입자 하나의 온도는 높으나 입자의 수가 매우 적어서 실제 형광등 표면에 쌓이는 에너지가 높지 않기 때문입니다. 만일 플라즈마의 밀도가 매우 높아져서 형광등 표면에 이르는 입자수가 대단히 많아지게 되면 형광등의 표면온도도 올라가게 될것입니다.
(참고로, 표면의 온도가 올라간다는 것은 형광등 내부에서 발생한 플라즈마의 충돌로 인해서 표면에 많은 에너지가 쌓이며, 형광등 밖의 온도가 낮은 공기 입자들은 형광등 표면과 충돌하여 표면의 온도를 낮추게 됩니다. 여기서 형광등 내부의 플라즈마 밀도는 매우 낮으나 형광등 밖의 공기 입자들의 수는 매우 많아서 형광등 표면에 쌓이는 에너지의 효과는 미미하게 됩니다. 따라서 형광등의 온도는 공기온도와 유사하게 되는 것입니다. 백열등의 경우는 이와 반대가 되겠지요.)