जे.जे. थॉमसन ने 1897 में कैथोड किरणों का अध्ययन करके इलेक्ट्रॉन की खोज की। उन्होंने दिखाया कि ये किरणें परमाणुओं से बहुत छोटे ऋणात्मक आवेशित कणों की धाराएँ थीं। इलेक्ट्रॉन खोजा गया पहला उप-परमाणु कण था। इस पर 1.602 × 10⁻¹⁹ कूलम्ब का ऋणात्मक आवेश होता है और इसका द्रव्यमान लगभग 9.11 × 10⁻³¹ किलोग्राम होता है, जो प्रोटॉन के द्रव्यमान का लगभग 1/1836वां भाग है।

इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर स्थित कक्षाओं में विराजमान होते हैं। क्वांटम यांत्रिकी मॉडल में, कक्षा वह क्षेत्र है जहाँ इलेक्ट्रॉन के पाए जाने की संभावना होती है। कक्षाओं के आकार को s, p, d और f द्वारा दर्शाया जाता है। प्रत्येक कक्षा में विपरीत स्पिन वाले अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं। परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था को उसका इलेक्ट्रॉन विन्यास कहते हैं। सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन, जिन्हें संयोजी इलेक्ट्रॉन कहते हैं, रासायनिक व्यवहार निर्धारित करते हैं।

इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधन, विद्युत और चुंबकत्व में शामिल होते हैं। वे विद्युत धारा के रूप में तारों में प्रवाहित होते हैं। ऊर्जा स्तरों के बीच स्थानांतरण करते समय वे प्रकाश को अवशोषित और उत्सर्जित करते हैं, जो स्पेक्ट्रोस्कोपी का आधार है। वे आवर्त सारणी के मूलभूत तत्व हैं, जो तत्वों को उनके इलेक्ट्रॉन विन्यास के आधार पर व्यवस्थित करती है।

इलेक्ट्रॉन केवल कण नहीं हैं। वे तरंग-कण द्वैत का प्रदर्शन करते हैं। वे तरंगों की तरह विवर्तित हो सकते हैं और कणों की तरह टकरा सकते हैं। डबल-स्लिट प्रयोग इसे सिद्ध करता है। इलेक्ट्रॉन एक क्वांटम वस्तु है, और इसका व्यवहार शास्त्रीय सहज ज्ञान के विपरीत है।