陰極線應用廣泛。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、聚焦以及能使被照射的某些物質，如硫化鋅發熒光的性質工作的.高速的陰極線打在某些金屬靶極上能產生X射線，可用于研究物質的晶體結構。陰極線還可直接用于切割、熔化、焊接等。

關于陰極線的本質，當時在上有兩種截然不同的意見。大多數英國物理學家（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。湯姆孫等英國物理學家由實驗中還測得陰極線速度比光速小2個數量級。19世紀90年代初，德國物理學家由實驗中得知，陰極線甚至可以穿透薄金屬箔，據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，開始時英國物理學家湯姆孫和德國物理學家赫茲做了同樣的實驗，也觀察到同樣的結果。我們來聽聽湯姆孫本人對這一段經歷的回憶吧：“我使陰極線偏轉的次嘗試是使它通過固定在放電管內的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。結果沒有產生任何持續的偏轉。”

對于這樣一個同樣的實驗結果，赫茲簡單而錯誤地得出了以下的結論：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所在。他在《回憶與感想》一書中繼續回憶說：“偏轉之所以沒有出現是由于氣體存在（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。”