电子是人们最早发觉的带有单位负电荷的一种基本粒子。德国化学学家汤姆逊是第一个用实验证明电子存在的人，时间是1897年。
汤姆逊是一位很有成就的化学学家，他28岁就成了日本皇家学会会员，而且兼任了有名的卡文迪许实验室处长。
X射线的发觉物理学家谁发现了x射线的危害，非常是它可以穿透生物组织而显示其骨骼影像的能力，给与美国卡文迪许实验室的研究人员以极大激励。汤姆逊倾向于克鲁克斯的观点，觉得它是一种带电的原子。
造成X射线形成的阴极射线到底是哪些？英国和法国化学学家之间出现了激烈的争辩。日本化学学家赫兹于1892年声称阴极射线不可能是粒子，而只能是一种以太波。所有美国化学学家也附和这个观点，但以克鲁克斯为代表的美国化学学家却坚持觉得阴极射线是一种带电的粒子流，思路极为敏捷的汤姆逊立刻涉足到这场事关阴极射线性质的争辩之中。
1895年，美国年青的化学学家佩兰在他的博士论文中，提到了测定阴极射线电量的实验。他使阴级射线经过一个小孔步入阴极内的空间，并打到搜集电荷的法拉第筒上，静电计显示出带负电；当将阴极射线管放在磁体之间时，阴极射线则发生偏转而不能步入小孔，集家电上的电性立刻消失，从而证明电荷正是由阴极射线携带的。佩兰通过他的实验结果明晰表示支持阴极射线是带负电的粒子流这一观点，但当时他觉得这些粒子是二氧化碳离子。对此，坚持阴极射线是以太波的日本化学学家立刻回击，觉得虽然从阴极射线发出了带负电的粒子，但它同阴极射线路径一致的证据并不充分，所以静电计所显示的电荷不一定是阴极射线传入的。
对于佩兰的实验，汤姆逊也觉得给以太说留下了空子，因此，他专门设计了一个巧妙的实验装置，重做佩兰实验。他将两个有皱折的同轴圆筒放在一个与放电管联接的玻璃泡中；从阴极A下来的阴极射线通过管颈金属塞的缝隙步入该泡；金属塞与阴极B联接。这样，阴极射线除非被磁极偏转，不会落到圆筒上。外圆筒接地，内圆筒联接验电器。当阴极射线不落在石缝时，送至验电器的电荷就是很小的；当阴极射线被磁场偏转落在石缝时，则有大量的电荷送至验电器。电荷的数目令人惊奇：有时在一秒钟内通过缝隙的负电荷，足能将1.5微法电容的电势改变20伏特。假如阴极射线被磁场偏转好多，因而超出圆筒的缝隙，则步入圆筒的电荷又将它的数值降到仅有射中目标时的很小一部份。所以，这个实验表明，不管怎么用磁场去扭曲和偏转阴极射线，带负电的粒子又是与阴极射线有着密不可分的联系的。这个实验证明了阴极射线和带负电的粒子在磁场作用下遵守同样路径，由此否认了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，因而结束了这场争辩，也为电子的发觉奠定了基础。
怎么成功地使阴极射线在电场作用下发生偏转？早在1893年，赫兹曾做过这些尝试，但失败了。汤姆逊觉得，赫兹的失败，主要在于真空度不够高，导致残余二氧化碳的电离，静电场构建不上去所致。于是汤姆逊采用阴极射线管装置，通过提升放电管的真空度而取得了成功。通过这个实验和提升放电管真空度，汤姆逊除了使阴极射线在磁场中发生了偏转，并且还使它在电场中发生了偏转，由此进一步否认了阴极射线是带负电的粒子流的推论。
这些带负电的粒子到底是原子、分子，还是更小的物质微粒呢？这个问题导致了汤姆逊的深思。为了厘清这一点，他运用实验去测出阴极射线粒子的电荷与质量的比值，也就是荷质比，继而找到了问题的答案。
汤姆逊发觉，无论改变放电管中二氧化碳的成份，还是改变阴极材料，阴极射线粒子的荷质比都不变。这表明来自各类不同物质的阴极射线粒子都是一样的，因而这些粒子必将是“建造一切物理元素的物质”，汤姆逊当时把它称作“微粒”，后来改称“电子”。
至此可以说汤姆逊已发觉了一种比原子小的粒子，并且这些粒子的荷质比107约是氢离子荷质比104的1000倍。这儿有两种可能，可能电荷e很大，也可能质量m很小。要想确证这个推论，必须找寻更直接的证据。
1898年，汤姆逊安排他的研究生汤森德和威尔逊进行检测e值的实验物理学家谁发现了x射线的危害，随后他自己也亲自参与了这项工作。她们运用云雾法测定阴极射线粒子的电荷同电解中氢离子所带的电荷是同一数目级，因而直接证明了阴极射线粒子的质量只是氢离子的1‰。