Thomson a cooperat cu profesorul J.H.Poynting in elaborarea unui manual de 4 volume de fizica,"Elemente de teorie matematica asupra electricitatii si magnetismului", o a 5-a editie ce a aparut in 1921.
In 1896 Thomson a vizitat America pentru a tine la Princeton ,un curs de patru lectii in care prezenta ultimele lui cercetari.Aceste lucrari au fost publicate ca "Descarcarea electrica prin gaze" in 1897.
Thomson a inceput in 1895 sa studieze misterioasele raze ce apareau cand se aplica o tensiune electrica destul de mare intre doi electrozi situati la capetele unui tub in care se afla un gaz suficient de rarefiat si in tub lua nastere o decarcare electrica.Din cauza ca razele pareau sa vina dinspre catod au fost numite raze catodice sau radiatii catodice.Nimeni nu reusise sa devieze razele cu o forta electrica.Unii oameni de stiinta din vreme au presupus ca razele catodice sunt ca undele de lumina.Thomson credea ca ele sunt niste mici particule de materie.
El a construit un tub special in care razele treceau prin niste campuri magnetice si electrice ce erau perpendiculare. Razele deveneau vizibile sub forma de puncte in celalalt capat al tubului.Masurand deviatia punctelor ce a urmat schimbarii intensitatii campurilor magnetice si electrice,Thomson a aratat ca devierea razelor catodice e independenta de natura gazului aflat in tub si de natura materialelor din care sunt confectionati electrozii ,ceea ce inseamna ca ele sunt alcatuite din particule universal identice.Aceste particule ,mai tarziu botezate "electron" erau marcate negativ si el a realizat ca sunt o parte fundamentala a atomilor.
La intoarcerea din America a realizat cea mai buna lucrare a vietii lui-un studiu original asupra razelor catodice ce au culminat cu descoperirea electronului, care a fost anuntata in timpul cursurilor serale de la Institutul Regal vineri, 30 aprilie 1897,si pentru care a fost premiat cu premiul Nobel in fizica.
Cartea sa "Comportarea electricitatii in gaze" publicata in 1903, a fost descrisa de Lordul Rayleigh drept o trecere in revista a zilelor marete ale lui Thomson ,petrecute in laboratorul Cavendish.
