Da Birkeland drev med sine katodestråleksperimenter i 1890-årene, var det ingen som visste hva disse strålene egentlig var. Heller ikke elektrisitet kunne en forklare hva var. Birkeland konkluderte med at katodestrålene måtte være negative ladninger, men han gjorde ikke noe for å måle deres ladning. Joseph John Thomson (1856–1940) holdes for å være den som oppdaget elektronet i 1897. Det finnes imidlertid historikere som argumenterer for at Birkeland og den tyske fysikeren Emil Wiechert (1861–1926) også skulle ha blitt kreditert for denne oppdagelsen.