Composto por um tubo de vidro ou quartzo em vácuo. Contém duas placas metálicas ligadas a uma fonte de tensão elétrica. A placa ligada ao pólo negativo é chamada de cátodo e a outra, ligada ao pólo positivo, é o ânodo.

Utilizado para estudar o comportamento das correntes elétricas em certos corpos.

Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914) físico alemão nascido em Bonn, então na Prússia e hoje na Alemanha, considerado um pioneiro em eletroquímica e raios-X e que primeiro computou a capacidade elétrica de íons em movimento, um fator importante para tornar as reações eletroquímicas compreensivas. Educado em matemática, juntamente com o também físico alemão Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910), demonstrou que havia um transporte quantitativo de matéria simultânea à passagem da corrente elétrica, ou seja, que havia permutação de matéria através de cargas atómicas, os íons, uma importante conclusão para o entendimento das reações eletroquímicas. O seu trabalho mais importante foi o resultado de sua pesquisa (1853-1859) sobre o movimento de íons causado por corrente elétrica. Utilizando um cátodo em forma de fio, observou (1869) que apareciam partes escuras no vidro, quando havia algum objeto dentro do tubo. O efeito era semelhante à produção de sombras. Concluiu que alguma coisa saía do cátodo e se propagava em linhas retas até a parede do tubo, e que essa coisa podia ser intercetada por corpos sólidos. Mostrou que os raios catódicos se propagavam em linha reta, desde que não houvesse algum campo magnético e chamou esse agente de Glimmstrahlen ou raios de brilho. Anos depois (1876) Eugen Goldstein (1850-1930) lhes deu o nome atual de raios catódicos, ou Kathodestrahlen. Ele também investigou os espetros claros de gases e vapores e também descobriu as diferentes formas físicas do fósforo e do selénio. Ele se tornou o professor de física e química na Universidade de Münster onde dirigiu o laboratório de física (1879-1889) e morreu em Munique.