ไกสเลอร์ ได้ประดิษฐ์เครื่องสูบสูญญากาศ จนเหลือความดันเพียง 0.01% ของความดันบรรยากาศ และเมื่อต่อความต่างศักย์สูงๆ จะมีการเรืองแสงสีเขียวจางๆ ขึ้นในหลอดต่อมามีการบรรจุขั้วไฟฟ้าเข้าไปที่ปลายหลอดความดันต่ำ ขั้วไฟฟ้าลบ แคโทด (cathode) ขั้วบวกเรียกว่า แอโนด (anode) เมื่อต่อขั้วไฟฟ้าเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าสูง ปรากฏว่ามีกระแสไฟฟ้าผ่านหลอดความดันต่ำนี้ ขณะเดียวกันเกิดการเรืองแสงสีเขียวจาง ๆ ขึ้นบริเวณผนังหลอด
เซอร์วิลเลียม ครูกส์ ได้ดัดแปลงหลอด 90? เพื่อพิสูจน์ว่าการเรืองแสงนั้นเกิดจากสารในเนื้อแก้วหรือเกิดจากขั้วไฟฟ้าในหลอด และพบว่าเกิดการเรืองแสงมากที่สุดบริเวณตรงข้ามกับขั้วแคโธด แสดงว่ามีบางสิ่งถูกส่งมาจากขั้วแคโธด จึงเรียกว่า “รังสีแคโธด” (Cathode ray) และจากนั้นครูกส์ได้ดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดเพื่อศึกษาธรรมชาติของรังสีแคโทด