在一玻璃灯管内封入惰性气体Ne+Ar混合气体，其中含有微量水银蒸气(数mg)，并于玻璃内壁涂布萤光体；于二电极间加上一高压高频电场，则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应，放出波长253.7nm的紫外线光，而内壁的萤光体原子则因紫外线激发而提升其能阶，当原子反回原低能阶时放射出可见光。根据这种原理制作出的灯管就叫冷阴极荧光灯管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，简称CCFL）。
冷阴极荧光灯管原理应该是当高压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，开始放电，因为阴极温度较低，故叫冷阴极荧光灯管。
二次电子发射是冷阴极荧光灯管中一个阴极重要过程。辉光放电中，汤生第三电离系数即为离子轰击下阴极表面的二次电子发射系数，该过程一般为离子在阴极表面的Auger中和过程（Auger neutralization of an ion），又称作Hagstrum理论。当正离子运动至阴极表面时，与阴极材料中的自由电子复合，同时释放出电离能；阴极中其它电子获得该电离能后，克服表面势垒而脱离阴极向外发射，这就是所谓的二次电子发射，是一种间接的场发射过程。与此同时，正离子也会在阴极表面近区域形成正离子云，该正离子云相对于阴极如同外加一正电场，故也存在直接的场发射。所以，冷阴极荧光灯管既可以用直流驱动，也可以用交流驱动。
冷阴极荧光灯管由以下部分组成： 连接器:连接Inverter 铁框:保护、固定灯管 尼龙铆钉:固定灯管与导光板、反射片、扩散片、錂镜片 导光板:导光 热缩套管:固定高压导线、绝缘、保护裸露电极端 高压导线:导电 灯管银反射纸:反射灯管光，使导入导光板
1、高亮度、高功效、低功耗
2、能在低温时快速启动
3、色温控制准确
4、体积小，重量轻
5、发热小
6、有良好的耐震动性
7、易加工成各种形状（直管形、L形、U型、环形等）, 装饰性强
1、背光源：TFT 液晶显示屏、液晶电视、液晶电脑显示器、便携式DVD、汽车、火车、飞机载电视、GPS显示、掌上电脑游戏机及工业仪器显示的背光源
2、广告灯箱和装饰照明
3、办公自动化设备
4、改装汽车灯（天使眼车灯）
因为冷阴极管的阴极下降电压较大，为了改善效率，所以增加电弧柱的阻抗值，使大部分的实际能量能够在可视光中消耗。其结果，管电流变小，阻抗值（阻抗）增加。背光的灯管电流-管阻抗特性：若冷阴极管的阻抗要使用在笔记型电脑的话，一般为5 0KΩ— 2 00KΩ 。与此相较，热阴极管使用于一般照明时为2 00KΩ?—1KΩ左右。管电流越大的话，阻抗值则会急剧降低，而有负性阻抗特性。笔记型电脑用的冷阴极管放电电压一般约为700V 。热阴极管时则约为70V - 140V左右。冷阴极管的管电压较高，灯管的阻抗（阻抗）较高，所以会强烈受到杂散电容的影响。
目前液晶电视普遍采用的CCFL光源，无论是从发光原理还是从物理结构上看，都和我们日常使用的日光灯管都非常接近。这种光源具有结构简单、灯管表面温升小、灯管表面亮度高、易加工成各种形状的特性。但是使用寿命绞短，含汞，色域较窄，只能达到NTSC的70[%]～80[%]。对于大尺寸电视机屏，CCFL的电压加高和加长管子的加工也有困难：
1、最让人头痛的问题是使用寿命较短。CCFL背光源使用寿命一般为15000小时～25000小时，LCD(尤其是笔记本电脑的液晶屏)使用时间愈长亮度下降愈明显，在使用2～3年后，LCD屏幕就会发暗、变黄，这正是CCFL使用寿命期较短的缺陷所造成的。
2、限制了液晶显示器色彩的发挥。液晶显示器中每个像素都是由R、G、B三个长方形色块组成，而液晶显示器色彩表现完全取决于背光模块和滤色膜的性能。滤色膜的三基色默认CCFL发出的白光和日光一样均匀(三基色所占的成分)，但是CCFL背光模块实际上并不能达到设计的要求，仅能够达到NTSC标准的70[%]左右。
3、结构复杂、亮度输出均匀性差。由于冷阴极荧光灯不是平面光源，因此为了实现背光源均匀的亮度输出，LCD的背光模组需要搭配扩散片、导光板、反射板等众多辅助器件，但是在显示全白或全黑画面时，屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。
4、体积较大，功耗不理想。由于CCFL背光源必须包含扩散板、反射板等复杂的光学器件，因此LCD的体积无法再进一步缩小。在功耗方面，采用CCFL作为背光源的LCD也无法令人满意，14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的电能。
当然，最近两年国内外厂商针对传统CCFL的弊端作了些改良，似乎都达到了很高的水准，厂家宣传更是说的神乎其神，但是这些改进都是有限的，并不能彻底消除CCFL背光源的先天技术缺陷。
