กระแสไฟฟ้าโดยตรงแรงดันสูงถูกนําไปใช้กับหลอดแก้วที่อยู่ใกล้กับสูญญากาศภายในและปิดผนึกด้วยขั้วไฟฟ้าโลหะที่ปลายทั้งสองและแคโทดจะปล่อยรังสีแคโทดที่ปลายด้านหนึ่ง หน้าจอเรืองแสงสามารถแสดงทิศทางของรังสีชนิดนี้ได้ หากใช้สนามไฟฟ้าที่สม่ําเสมอรังสีแคโทดจะลําเอียงไปทางขั้วบวก และถ้าล้อถูกติดตั้งในหลอดแก้วรังสีสามารถทําให้ล้อหมุนได้ ต่อมาได้รับการยืนยันว่ารังสีแคโทดเป็นกลุ่มของอนุภาคความเร็วสูงที่มีประจุลบนั่นคือกระแสของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนถูกค้นพบที่นี่
อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยแรกที่ค้นพบ จนถึงตอนนี้อิเล็กตรอนมีน้ําหนักเบาที่สุดของอนุภาคทั้งหมดเพียง 9.11×10⁻³¹kg ซึ่งเป็นอะตอมไฮโดรเจน [1/1836.152701(37)] ซึ่งผ่านโดย Millikan ประมาณปี 1910 "การทดลองหยดน้ํามัน" ที่มีชื่อเสียงถูกสร้างขึ้น อิเล็กตรอนมีประจุลบหนึ่งหน่วยนั่นคือหน่วยไฟฟ้าสถิต 4.8×10⁻¹⁹ หรือ 1.6×10⁻¹⁹ coulomb ปริมาณของมันเล็กเกินไปที่จะวัดด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่
ฟิสิกส์สมัยใหม่เชื่อว่าหนึ่งในอิเล็กตรอนที่เป็นของเลปตันเป็นหนึ่งในหน่วยพื้นฐานของสสาร (อีกอันคือควาร์ก)
