Пробой газового разряда при больших токах происходит из-за увеличения в газовом промежутке количества заряженных частиц. 1 Их источником может быть, например, эмиссия электронов с поверхности электродов, ионизация газа космическим излучением или искусственным ионизатором, молекулярные процессы. 1

Эти первичные, «затравочные», электроны, дрейфуя в электрическом поле, при достаточной величине напряжённости могут возбуждать и ионизовать атомы или молекулы среды. 1 Это приводит к лавинообразному размножению электронов и появлению в объёме ионов и фотонов. 1 Ток в промежутке увеличивается. 1

Также при больших напряжениях между электродами газового промежутка электроны, сильно ускоренные электрическим полем, сталкиваются с нейтральными молекулами газа и ионизируют их. 2 В результате этого образуются вторичные электроны и положительные ионы. 2 Положительные ионы движутся к катоду, а электроны — к аноду. 2 Вторичные электроны вновь ионизируют молекулы газа, и общее количество электронов и ионов лавинообразно возрастает, что и является причиной увеличения электрического тока. 2