陰極線應(yīng)用廣泛。電子示波器中的示波管、電視的顯像管、電子顯微鏡等都是利用陰極線在電磁場作用下偏轉(zhuǎn)、聚焦以及能使被照射的某些物質(zhì)，如硫化鋅發(fā)熒光的性質(zhì)工作的.高速的陰極線打在某些金屬靶極上能產(chǎn)生X射線，可用于研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)。陰極線還可直接用于切割、熔化、焊接等。
關(guān)于陰極線的本質(zhì)，當時在上有兩種截然不同的意見。大多數(shù)英國物理學(xué)家（如J.J.湯姆孫）認為陰極線是一種帶電的粒子流，因為它可以被電場或磁場偏轉(zhuǎn)。湯姆孫等英國物理學(xué)家由實驗中還測得陰極線速度比光速小2個數(shù)量級。19世紀90年代初，德國物理學(xué)家由實驗中得知，陰極線甚至可以穿透薄金屬箔，據(jù)此他們認為陰極線不可能是粒子流。
在陰極線是不是帶電這個問題上，開始時英國物理學(xué)家湯姆孫和德國物理學(xué)家赫茲做了同樣的實驗，也觀察到同樣的結(jié)果。我們來聽聽湯姆孫本人對這一段經(jīng)歷的回憶吧：“我使陰極線偏轉(zhuǎn)的次嘗試是使它通過固定在放電管內(nèi)的2個平行板之間的空間，并且在平行金屬板之間加上一個電場。結(jié)果沒有產(chǎn)生任何持續(xù)的偏轉(zhuǎn)。”
對于這樣一個同樣的實驗結(jié)果，赫茲簡單而錯誤地得出了以下的結(jié)論：陰極線是不帶電的。而湯姆孫沒有簡單從事，他進行了加深入的分析和思考，終于找到了問題的癥結(jié)所在。他在《回憶與感想》一書中繼續(xù)回憶說：“偏轉(zhuǎn)之所以沒有出現(xiàn)是由于氣體存在（壓力太高），因此要解決的問題是獲得高度的真空。而這一點說起來比做起來容易得多。”
