Si tratta di un tubo di vetro, formato esternamente da un tubo cilindrico chiuso agli estremi da due ampolle contenenti gli elettrodi, costituiti da sottili asticciole disposte lungo l'asse. Ogni ampolla rientra parzialmente nel cilindro, all'interno del quale si prolunga in un sottilissimo tubo aperto all'estremo libero ed allineato con gli elettrodi. Questo tubo, la cui lunghezza è circa un terzo di quella del cilindro esteno, è avvolto internamente da un secondo tubo (anch'esso aperto verso il centro del cilindro), che si allarga a intervalli regolari in quattro bulbi, nei quali il vetro è giallastro. Nel complesso, il tubo contiene dei capillari e otto bulbi di vetro fluorescente.

Con i tubi di Geissler è possibile dimostrare che la scarica ad alta tensione attraversa il bulbo anche se la sua parte centrale è isolata dagli elettrodi. Potevano essere utilizzati anche per analizzare spettroscopicamente le scariche elettriche nei gas, poichè nella lora parte centrale la scarica non è influenzata dalle particelle metalliche che si liberano dagli elettrodi.

Questi tubi, eccitatati dalla scarica, rimangono luminosi per qualche istante dopo l'interruzione di corrente.