In tegenstelling met de gewone electronenbuizen is er geen gloeidraad nodig. De buis is gevuld met neongas (de nixiebuis is in feite een grotere uitvoering van de neonbuis). Het verbruik is zeer laag, 500mW maximaal. Dit is dus veel minder dan een gloeilamp.

De indicatie gebeurt niet met segmenten zoals de moderne cijferindicatoren met leds. Er is één draad voorzien voor ieder cijfer. Er is dan ook geen multiplexschakeling nodig zoals bij een LCD display, maar daartegenover heb je het probleem dat je heel veel lijnen nodig hebt van de processor naar de nixiebuizen. Nixiebuizen die in multimeters gebruikt worden kunnen voorzien worden om speciale symbolen weer te geven, zoals ±, µ, ˜, Ω...

Er is één anode verbonden met de positieve voedingsspanning (ongeveer 150V met een veiligheidsweerstand). De aansluiting van de cijfer die moet oplichten wordt met de massa verbonden (het is de cathode die licht uitstraalt). Er bestaan TTL-compatibele drivers die direct de buisjes kunnen aansturen (7441 en 74141). Ze zetten een BCD getal om in een geschikte stuurspanning. (BCD: Binary Coded Decimal).

Een voorbeeld van een nixie-toepassing staat hier: een digitale klok met aanduiding door middel van nixie buizen.

Er zijn ook indicatoren gebouwd met segmenten, waarbij de bedoeling is letters en cijfers te kunnen wormen. Zij zijn echter bijzonder zeldzaam. De meeste nixiebuizen hebben een zij-aanzicht (de buizen worden rechtop gemonteerd, maar er zijn er ook een paar die een bovenaanzicht hebben, zoals de ZM1100 (foto).

Het is een goed teken als de indicator een paars-blauwe zweem heeft rond de oplichtende cijfer, dit betekent dat de buis ook gevuld is met een kleine hoeveelheid kwikdamp (zie tweede foto). De buis gaat daardoor veel langer mee.

De buizen zijn in ieder geval nooit gevuld met zuiver neon, maar met een mengsel (Penning mixture) met een kleine hoeveelheid argon om het ontsteken te vergemakkelijken. Kwikdamp verlaagt niet de ontsteekspanning, maar beschermt de electrodes, waardoor de buis langer meegaat.