人類發現電子的過程是相當漫長的。早在1833年，在法拉第提出的電解定律中，就曾得出結論：電是以獨立粒子的形式存在的。40年之後，科學家才對電流通過鹽酸溶液時觀察到的電解過程進行深入的分析。1874年，愛爾蘭物理學家斯托尼繼第壹個由電解定律推出：原子所帶的電量為壹個基本電荷的整數倍。1891年他進壹步提出用電子作為電的最小單位。
湯姆遜檢流計湯姆遜發現電子的工作開始於研究陰極射線的本性。陰極射線發現後，壹些科學家認為陰極射線是帶電粒子流，而另壹些則說它是和光壹樣的電磁波，雙方爭執不下。
而湯姆遜則認為如果陰極射線是壹種帶電的粒子流，它經過電場和磁場時的運動方向就會改變，否則陰極射線便無疑是和光壹樣的電磁波。湯姆遜先是在壹個15米長的真空管內，用旋轉鏡法測量陰極射線在低氣壓中的傳播速度，得到的值為1.9×10米／秒，這個值遠遠低於光速。因此湯姆遜認為不能把陰極射線看作電磁波。
否定了陰極射線是電磁波，也不能說陰極射線是粒子流，湯姆遜接著進行陰極射線在電場和磁場中運動的實驗。他對法國物理學家佩蘭測定陰極射線電荷的實驗做了重大的改進，在接收筒內他收集到了負電荷。他還發現陰極射線與負電荷流在磁場和電場的作用力下有著相同的運動路徑。因此，湯姆遜斷定陰極射線是由帶負電荷的粒子流組成。
湯姆遜為了弄清楚這些帶負電荷的粒子是什麽，他巧妙地測出陰極射線粒子的電荷與質量的比值——荷質比。他用各種不同的金屬材料做成陰極射線管的陰極，並給管內填充不同的氣體，但測出的荷質比值始終不變。這個結果引起了湯姆遜的興趣。
湯姆遜把陰極射線粒子的荷質比與電解定律求出的氫離子的荷質比進行比較，發現後者尚不到前者的千分之壹。這個發現太重要了，因為如果陰極射線粒子的電荷與氫離子相同，那麽陰極射線粒子的質量就遠小於氫離子。由於氫離子已是當時知道的最輕的粒子，如果是這樣，陰極射線粒子就是壹種從未見過的新粒子。怎麽測出陰極射線粒子的電荷呢?湯姆遜想到他的另壹位學生湯森德已測出壹個氣體離子的電荷值，他對這個實驗略加改進，就測出陰極射線粒子的電荷量，這個值與氫離子的電荷值相等。
由此，湯姆遜得出了結論：陰極射線是壹種粒子流，質量比氫離子小得多；這種粒子帶有最小單位的電荷，但卻是負的。所有的證據都證明這是壹種人類從未知道的新粒子。借助斯托尼繼的對電荷最小單位的命名，湯姆遜稱陰極射線粒子為“電子”。X射線
1895年11月8日傍晚，倫琴正在維爾茨堡大學的壹個實驗室做壹項關於陰極射線的實驗。