수천~수만 eV의 전자살로서 열전자 또는 냉음극방출, 2차전자방출 등으로 만들어진 자유전자를 고전압 전기장에서 가속하여 얻는 것. 10^-2~10^-4Torr인 진공방전에서 양이온이 음극을 충격할 때 2차전자 방출이 생겨 전극사이에 가속되어 유리 벽에 음극선루미네센스를 생성한다는 것을 1859년에 J. 플리커가 발견하고 I876년에 E. 골드스타인이 음극선이라고 명명했다.

그 후 전기장 및 자기장에 의한 만곡을 측정하여 음전하를 띤 미립자의 흐름이라는 것을 J. J. 톰슨(1897)이 확인함으로써, 전자의 존재가 확실해졌다.