En högspännings likström appliceras på ett glasrör som är nära ett vakuum inuti och förseglas med metallelektroder i båda ändar, och katoden kommer att avge katodstrålar i ena änden. Den fluorescerande skärmen kan visa riktningen för denna typ av strålar. Om ett enhetligt elektriskt fält appliceras kommer katodstrålarna att vara partiska mot anoden. och om ett hjul är installerat i glasröret kan strålarna få hjulet att rotera. Det bekräftades senare att katodstrålarna är en grupp höghastighetspartiklar med negativa laddningar, det vill säga en ström av elektroner. Elektroner upptäcktes här.
Elektronen är den första subatomära partikeln som upptäckts. Hittills är elektronen den lättaste av alla partiklar, endast 9.11×10⁻³¹kg, som är en väteatom [1/1836.152701(37)], som passerades av Millikan omkring 1910 Det berömda "oljedroppeexperimentet" gjordes. En elektron har en negativ laddning av en enhet, det vill säga 4,8×10⁻¹⁹ elektrostatisk enhet eller 1,6×10⁻¹⁹ coulomb. Dess volym är för liten för att mäta med befintlig teknik.
Modern fysik tror att en av elektronerna som tillhör leptonerna är en av de grundläggande enheterna av materia (den andra är kvarken).