阴极射线的本质是电子流。

电子流：自由电子在空间做定向运动所形成的电流。当原子核发生β衰变时，放出β射线，而β射线就是高速运动的电子流。高速运动的电子，由于带负电荷，会受电磁场影响。它的体积比α粒子细得多，穿透能力则比α粒子强，需要一块几毫米厚的铝片才可以阻挡它。很多放射性物质都会在衰变时放出β粒子。阴极射线是在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。

1897年约瑟夫·约翰·汤姆逊根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这在一定意义上是历史上第一次发现电子，12年后美国物理学家罗伯特·安德鲁·密立根用油滴实验测出了电子的电荷。