JJ Thomson, 1897'de katot ışınlarını inceleyerek elektronu keşfetti. Işınların, atomlardan çok daha küçük, negatif yüklü parçacık akımları olduğunu gösterdi. Elektron, keşfedilen ilk atom altı parçacıktır. 1,602 x 10⁻¹⁹ coulomb negatif yüke ve yaklaşık 9,11 x 10⁻³¹ kilogram kütleye sahiptir; bu da bir protonun kütlesinin yaklaşık 1/1836'sı kadardır.

Elektronlar çekirdeğin etrafındaki orbitalleri işgal eder. Kuantum mekanik modelinde, orbital, elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu bir uzay bölgesidir. Orbitallerin şekilleri s, p, d ve f ile tanımlanır. Her orbital, zıt spinlere sahip en fazla iki elektron tutabilir. Bir atomdaki elektronların dizilişine elektron konfigürasyonu denir. Değerlik elektronları olarak adlandırılan en dıştaki elektronlar, kimyasal davranışı belirler.

Elektronlar kimyasal bağ, elektrik ve manyetizma olaylarında rol oynar. Elektrik akımı olarak tellerden akarlar. Enerji seviyeleri arasında geçiş yaparken ışığı emer ve yayarlar; bu da spektroskopinin temelini oluşturur. Elementleri elektron dizilimlerine göre düzenleyen periyodik tablonun da temelini oluştururlar.

Elektronlar sadece parçacık değildir. Dalga-parçacık ikiliğini sergilerler. Dalgalar gibi kırınıma uğrayabilir ve parçacıklar gibi çarpışabilirler. Çift yarık deneyi bunu göstermektedir. Elektron bir kuantum nesnesidir ve davranışı klasik sezgiye meydan okur.