기체방전의 한 형식. 정상적인 방전으로 옮겨질 때까지 극히 짧은 시간에 발생하는 방전. 기체 속에 놓인 전극 사이에 전압을 가해 서서히 높이면 전압이 낮은 동안에는 눈에 보이지 않는 극히 미소한 전류가 흐르지만 일정한 값에 도달하면 섬광과 파열음을 수반하는 방전이 발생하여 전극 사이를 단락시켜 정상적인 방전으로 옮겨진다.

이와 같은 불꽃방전이 발생하는 전압을 불꽃전압 또는 방전개시전압(放電開始電壓)이라고 하며, 전극 사이의 거리를 불꽃틈새라고 한다.

전극에 뾰족한 부분이 있을 때(불평등전기장)는 어떤 전압(코로나 개시전압)에서 그 부근에 부분방전(코로나 방전)이 발생하고 다시 그보다 높은 전압에서 불꽃방전이 일어나 전극 사이가 단락된다.

불꽃 방전은 기체의 종류와 압력, 전극의 형상 등에 따라 달라지며 대기압의 공기 속에서 평등전기장일 때 1cm당 약 30kV 정도이며, 불평등전기장인 경우 1cm당 약 5kV 정도이다.

이 현상은 순간적으로 높은 온도를 만들어 낼 수 있으므로 내연기관 등의 점화에 이용되는 이외에 방사선의 검출 등에 널리 응용되고 있다.