A existência de elétrons foi comprovada experimentalmente pela primeira vez em 1897 pelo físico britânico Joseph John Thomson (1856-1940) por meio de seus experimentos com raios catódicos. Os experimentos de Thomson envolveram a passagem de uma corrente elétrica através de um tubo de raios catódicos, um tubo de vidro selado com dois eletrodos de metal em extremidades opostas. Quando uma alta tensão foi aplicada entre os eletrodos, um feixe de raios catódicos foi emitido do eletrodo negativo (cátodo) e viajou em direção ao eletrodo positivo (ânodo).

Thomson conduziu vários experimentos para estudar as propriedades dos raios catódicos, incluindo sua deflexão em campos elétricos e magnéticos. Ele observou que os raios catódicos eram desviados por campos elétricos e magnéticos, indicando que eram compostos de partículas carregadas negativamente. Ao medir a quantidade de deflexão nestes campos, Thomson foi capaz de determinar que estas partículas tinham uma massa muito pequena em comparação com os átomos. Ele também estimou a razão entre a carga e a massa (e/m) dessas partículas.

Os experimentos de Thomson forneceram fortes evidências da existência de partículas subatômicas muito menores que os átomos, que ele propôs serem elétrons. Ele se referiu a essas partículas como “corpúsculos” em seus artigos, mas mais tarde adotou o termo “elétrons” sugerido por seu colega G. Johnstone Stoney. O trabalho de Thomson sobre os raios catódicos e a descoberta dos elétrons lançou as bases para o estudo das partículas subatômicas e para o desenvolvimento do campo da física de partículas.