Le tube de décharge de gaz (GDT) compte parmi les commutateurs haute puissance des plus anciens. Il était utilisé dans les premiers radars pour la commutation de puissance micro-ondes et continue d'être utilisé aujourd'hui dans les systèmes d'alimentation électrique et des systèmes de communication pour protéger contre les surtensions. Son fonctionnement est semblable à celui de la soupape de sécurité d'une cocotte-minute. Lorsque la pression de la vapeur à l'intérieur de la cocotte dépasse une certaine limite, la soupape de sécurité s'ouvre et laisse échapper la vapeur jusqu'à ce que la pression interne diminue. Un GDT fonctionne de manière semblable, sauf qu'il libère de l'électricité.

Les gaz sont des isolants. Si une tension suffisamment élevée est appliquée entre deux points peu espacés, les molécules de gaz seront alors divisées en ions positifs et ions négatifs. Le gaz ionisé conduit facilement l'électricité, c'est pourquoi une décharge de foudre se produit. Une fois que la tension élevée disparaît, les ions se réassemblent pour devenir des molécules. Le gaz reprend son rôle d'isolant. Ce principe est utilisé pour protéger les équipements de valeur contre les surtensions passagères sur les lignes électriques et de communication.

Les GDT sont en fait composés de deux électrodes dans un tube imperméable rempli de gaz inerte. La distance entre les électrodes, la nature du gaz de et la pression interne sont toutes contrôlées au cours de la fabrication afin de permettre une décharge lorsqu'une certaine tension est dépassée.

Le tube est relié électriquement aux bornes de la ligne ou de l'équipement à protéger. Dès que la tension dépasse le niveau de sécurité fixé, le tube devient conducteur et transfère la tension élevée à la terre. Ainsi, l'équipement reste protégé.