Hier is hoe het zich ontvouwde:

* kathodestraalbuizen: Thomson bestudeerde het gedrag van kathodestralen, die stralen van elektronen zijn die worden uitgezonden uit een negatief geladen elektrode in een vacuümbuis. Hij merkte op dat deze stralen konden worden afgebogen door zowel elektrische als magnetische velden.

* het meten van de lading-massa-verhouding: Thomson was in staat om de verhouding van de lading van de deeltjes in de kathodestralen tot hun massa te meten. Deze verhouding bleek veel kleiner te zijn dan de lading-massa-verhouding van een bekende ion, wat suggereert dat de deeltjes in de kathodestralen veel lichter waren dan atomen.

* Conclusie: Op basis van deze waarnemingen stelde Thomson voor dat de deeltjes in de kathodestralen fundamentele deeltjes waren die hij 'elektronen' noemde. Hij concludeerde dat atomen niet de kleinste deeltjes van materie waren, maar in plaats daarvan waren samengesteld uit kleinere, negatief geladen deeltjes genaamd elektronen ingebed in een positief geladen bol.

Deze ontdekking was baanbrekend omdat het de langdurige overtuiging uitdaagde dat atomen ondeelbaar waren en de fundamentele bouwstenen van materie. Het maakte de weg vrij voor verder onderzoek dat leidde tot de ontdekking van de kern en protonen, wat uiteindelijk leidde tot ons moderne begrip van het atoom.