Il mesura la vitesse du rayonnement cathodique (1894), le quotient e/m de la charge par la masse de l'électron (1897), puis la valeur de cette charge (1898) et inventa le spectrographe de masse. (Prix Nobel 1906.)
— Son fils sir George Paget Thomson, physicien (Cambridge 1892 - id. 1975), découvrit en 1927 la diffraction des électrons rapides dans les cristaux, qui fut à l'origine de l'analyse radiocristallographique et confirma le principe fondamental de la mécanique ondulatoire de L. de Broglie. (Prix Nobel 1937.)
