Una corrente diretta ad alta tensione viene applicata a un tubo di vetro che è vicino a un vuoto all'interno e sigillato con elettrodi metallici ad entrambe le estremità, e il catodo emetterà raggi catodi ad un'estremità. Lo schermo fluorescente può visualizzare la direzione di questo tipo di raggi. Se viene applicato un campo elettrico uniforme, i raggi catodici saranno orientati verso l'anodo; e se una ruota è installata nel tubo di vetro, i raggi possono far ruotare la ruota. In seguito è stato confermato che i raggi catodi sono un gruppo di particelle ad alta velocità con cariche negative, cioè un flusso di elettroni. Qui sono stati scoperti elettroni.
L'elettrone è la prima particella subatomica scoperta. Finora, l'elettrone è la più leggera di tutte le particelle, solo 9,11×10⁻³¹kg, che è un atomo di idrogeno [1/1836.152701(37)], che è stato passato da Millikan intorno al 1910 È stato fatto il famoso "esperimento della goccia d'olio". Un elettrone ha una carica negativa di un'unità, cioè 4,8×10⁻¹⁹ unità elettrostatica o 1,6×10⁻¹⁹ coulomb. Il suo volume è troppo piccolo per essere misurato con la tecnologia esistente.
La fisica moderna crede che uno degli elettroni appartenenti ai leptoni sia una delle unità di base della materia (l'altra è il quark).