阴极线应用广泛。电子示波器中的示波管、电视的显像管、电子显微镜等都是利用阴极线在电磁场作用下偏转、聚焦以及能使被照射的某些物质，如硫化锌发荧光的性质工作的.高速的阴极线打在某些金属靶极上能产生X射线，可用于研究物质的晶体结构。阴极线还可直接用于切割、熔化、焊接等。
关于阴极线的本质，当时在上有两种截然不同的意见。大多数英国物理学家（如J.J.汤姆孙）认为阴极线是一种带电的粒子流，因为它可以被电场或磁场偏转。汤姆孙等英国物理学家由实验中还测得阴极线速度比光速小2个数量级。19世纪90年代初，德国物理学家由实验中得知，阴极线甚至可以穿透薄金属箔，据此他们认为阴极线不可能是粒子流。
在阴极线是不是带电这个问题上，开始时英国物理学家汤姆孙和德国物理学家赫兹做了同样的实验，也观察到同样的结果。我们来听听汤姆孙本人对这一段经历的回忆吧：“我使阴极线偏转的次尝试是使它通过固定在放电管内的2个平行板之间的空间，并且在平行金属板之间加上一个电场。结果没有产生任何持续的偏转。”
对于这样一个同样的实验结果，赫兹简单而错误地得出了以下的结论：阴极线是不带电的。而汤姆孙没有简单从事，他进行了加深入的分析和思考，终于找到了问题的症结所在。他在《回忆与感想》一书中继续回忆说：“偏转之所以没有出现是由于气体存在（压力太高），因此要解决的问题是获得高度的真空。而这一点说起来比做起来容易得多。”
