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PDP 显示器件的发光原理，大体与荧光灯相似：两个极板之间加入激励电压，激励电压使极板之间填充的惰性气体产生辉光放电，辉光放电产生的紫外光，激励 RGB 三基色荧光粉发出可见光，并通过空间混色原理和人眼的视觉惰性，实现彩色重显(见图 1)。
1. 辉光放电的伏安特性
电流通过气体的现象称为气体辉光放电，图 2 示出了气体放电伏安特性的测试线路和典型的伏安特性曲线。
当电源电压 Va从零开始增加时，起始阶段的放电电流十分微弱，其电流是由空间存在的自然辐射照射阴极所引起的电子发射和气体电离所产生的带电粒子漂移运动而形成的。在 OA段，极间电压很低，空间带电粒子浓度保持不变，电流正比于粒子的迁移速度，因此正比于场强电压 Va。
随着电源电压 Va增加，极间产生的所有带电粒子，在复合前都能被电极收集。由于产生电子和离子的速率动态平衡，保持常数，进入了饱和电流区域 (图 1 中的 AB 段)。如果有外加紫外线辐射放电管，则在相同电压下，饱和电流将增大。起始阶段的三条实线，表示不同强度紫外源的照射结果，这里不同强度的照射源是参变量。
当电流随电压增大到曲线上的 B 点时，如果极间电压进一步增加，则由于电子从电场中获得了一定的能量，便开始出现电子碰撞电离，因此电流随电压增大而大增，如图 1 中的BC 段，该段的放电状态称为非自持暗放电或汤生放电。
当极间电压增大到 C 点时，放电电流剧增，有很微弱的光辐射，放电由非自持转变为自待放电，C 点电压称为击穿电压或点火电压 Vf，CD 段称为自持暗放电。
如果电路里限流电阻 R 不大，则电压上升到 Vf后，放电可迅速过渡到 EF 段，同时放电电流急剧增大，极间电压迅速下降，并伴随有较强的辉光辐射，这段称为正常辉光放电区域。DE 段是很不稳定的过渡区域。
辉光放电后，如果继续增加极间电压，则电流继续增大，此时观察到辉光布满整个阴极表面，放电进入了反常辉光放电区域。在反常辉光放电区，电流密度远大于正常辉光放电状态时的数值，而且随着极间电压增高而增大，阴极还会出现显著的溅射现象。
当电流增大到 C 点时，如果限流电阻减小，则放电电流急速增大，而极间电压迅速下降，放电进入了弧光放电阶段(H 点以后)，这时可观察到耀眼的光辐射，阴极发射集中为点状，通常称为弧点，GH 段称为反常辉光放电与弧光放电之间的过渡区。
综上所述，气体辉光发生稳定放电的区域有三个：正常辉光放电区、反常辉光放电区和弧光放电区。弧光放电区产生的大电流容易烧毁显示器，而且在其辐射光谱中，常常含有阴极材料蒸气的光谱，因此 PDP 显示器总是选择工作在正常辉光放电区和反常辉光放电区。
为此，必须在 PDP 放电回路中串联电阻、电感、电容，确定放电工作点。DC-PDP 通常串联薄膜电阻来限制电流，AC-PDP 放电单元电极上涂敷的介质层也起到了限流作用。
2. 壁电荷和壁电压形成
图 3 是表面放电 AC-PDP 放电单元的结构示意图。一般放电电极与放电介质是直接相连的，放电电荷可以通过电极导走，无论施加的是交流电压还是直流电压，表面放电都能维持。
图 3 所示的 PDP 放电单元中，有两个特点：一是放电电极位于放电介质同一侧；二是放电电极与放电介质间加了一层薄薄的氧化镁(MgO)绝缘层，放电电极与放电介质之间没有直接的电接触。第一个特点决定了放电在电极基板的表面进行，因此又称表面放电型；第二个特点决定了只有施加交流电压放电才能维持，故称交流 AC-PDP。
