Однородное поле реализуется между плоскими электродами с закругленными краями, а также между сферами, если расстояние между ними не более их диаметра. В таком поле длительность подготовки пробоя газа (для промежутка 
) составляет 
при достижении напряжением строго определенного значения, зависящего от температуры и давления газа. Между электродами внезапно возникает искра, которая затем переходит в дугу, если источник напряжения имеет достаточную мощность.
При увеличении давления свыше и, соответственно, повышении плотности газа расстояние между отдельными молекулами становится меньше. В результате этого уменьшается длина свободного пробега электронов и электрическая прочность газа возрастает; при расстоянии между электродами, например, в она составит более . При уменьшении давления ниже атмосферного вначале наблюдается падение электрической прочности, но когда давление доходит до некоторого значения, электрическая прочность начинает снова возрастать. Это объясняется уменьшением числа молекул газа в единице объема до такого малого количества, при котором вероятность столкновений электронов с молекулами значительно уменьшается. При высоком вакууме пробой можно объяснить явлением «вырывания» электронов из поверхности электрода (холодная эмиссия). В этом случае электрическая прочность доходит до весьма высоких значений (порядка ) и зависит от материала и состояния поверхности электродов.
Большую электрическую прочность вакуума используют в технике при конструировании высокочастотных вакуумных конденсаторов, предназначенных для повышенных напряжений.
Пробивное напряжение газа в однородном поле меняется в зависимости от частоты, особенно при радиочастотах.
При небольших частотах амплитудное значение пробивного напряжения совпадает со значением пробивного напряжения при постоянном токе; при более высоких частотах пробивное напряжение несколько уменьшается и доходит до минимума при частоте около , после чего вновь возрастает и достигает значений, превосходящих пробивное напряжение при постоянном токе более чем на 1,5 раза.
Уменьшение пробивного напряжения с ростом частоты объясняется искажением поля, обусловленным образованием объемных зарядов в газе вследствие различной подвижности положительных ионов и электронов.
Электрическая прочность в значительной мере зависит от химического состава газа. Пониженной по сравнению с воздухом электрической прочностью обладают инертные газы, используемые для заполнения электровакуумных приборов и источников света. Повышенной электрической прочностью характеризуются некоторые тяжелые газы с высокой молекулярной массой. К их числу относятся, в частности, элегаз и фреон, у которых пробивная напряженность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха.
Пробой газа в неоднородном и однородном полях заметно различается. Неоднородное поле возникает между двумя остриями, острием и плоскостью, проводами, между сферическими поверхностями при расстоянии между ними, превышающем радиус сферы и т. д.
Особенностью пробоя газа в неоднородном поле является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряженность поля достигает критических значений, с дальнейшим переходом короны в искровой разряд и дугу при возрастании напряжения.
В случае несимметричных электродов игла – плоскость и положительной полярности на игле пробой происходит при меньшем напряжении, чем при обратной полярности. Это объясняется следующим образом. Ионизация газа при любой полярности на электродах происходит в районе иглы, где существуют наибольшие напряженности электрического поля. В результате ионизации образуются электроны и ионы, причем электроны быстро нейтрализуются на аноде, а вблизи иглы остаются малоподвижные положительно заряженные ионы. «Облако» объемного заряда изменяет первоначальное распределение потенциала. При положительной полярности на игле объемный заряд ослабляет напряженность поля вблизи иглы и, наоборот, усиливает ее в неионизированной области. Создаются благоприятные условия для дальнейшей ионизации газа, т. е. дальнейшего прорастания объемного заряда в направлении к катоду.
При отрицательной полярности на игле облако положительного заряда уменьшает напряженность поля в неионизированной области. Поэтому дальнейшая ионизация газа возможна лишь при более высоком напряжении на электродах. Таким образом, в данном случае объемный положительный заряд играет роль экрана, сглаживающего максимальные неоднородности поля в разрядном промежутке.
