Fou deixeble de Maxwell i professor i director del Cavendish Laboratory (1884). Estudià les propietats de la matèria en relació amb l’electricitat. El 1897, estudiant els raigs catòdics, en descobrí l’electró com a partícula constituent. Efectuà un experiment, que ben aviat es difongué mundialment i que el féu famós, per a mesurar la relació càrrega/massa (e/m) dels electrons i que permeté més tard a R.A.Millikan de mesurar-ne la càrrega i la massa, separadament. Inventà l’espectrògraf de masses, estudià els raigs positius i suggerí un model d’àtom, que després fou modificat per Rutherford. Treballà ajudat sovint del seu deixeble F.W.Aston. El 1906 li fou atorgat el premi Nobel de física.