Los rayos catódicos están cargados negativamente porque están formados por una corriente de electrones. Los electrones son partículas subatómicas que llevan una carga eléctrica negativa. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un tubo de vacío, los electrones del tubo se emiten desde el cátodo (el electrodo negativo) y viajan hacia el ánodo (el electrodo positivo). Estos electrones constituyen los rayos catódicos.