VFD是由三个基本电极组成的：阴极（灯丝），阳极（荧光粉）和栅极（光刻法制造）。这三各电极被封在高真空环境的玻璃管子里构成了VFD显示器。
阳极灯丝是由覆盖由碱土和金属氧化物粉末的极细钨丝。阳极能够发射电子，金属氧化物粉末的功能是要降低灯丝的最小电子溢出功，从而降低灯丝的温度，提高寿命。
栅极是由金属栅网薄膜制成的，起到控制和分散阳极发射的电子的作用。
阴极是导电极，用荧光粉印刷出图样。
阳极溢出的电子经栅极和阴极的正向电场加速后冲向阴极打在有荧光粉的图样上产生光。通过调节栅极或阴极上的正负电压就可以显示不同的图案。这个电压可以低至10V直流电压。
