El tubo nixie está formado por un ánodo, que es una rejilla delante de una serie de cátodos. Estos tienen la forma del símbolo que se quiere representar y se sitúan apilados tras el ánodo, pero sin contacto galvánico entre ellos. El conjunto va encerrado en una ampolla de vidrio llena de gas a baja presión, normalmente neón. Se iluminan con luz anaranjada, al ionizarse el gas en las proximidades de los cátodos. En algunos modelos la ampolla incorpora un filtro rojo para mejorar la visualización al aumentar el contraste