W lampie Thomsona elektrony przechodzą poziomo przez szczelinę za anodą i uderzają w ekran fluorescencyjny umieszczony pod kątem do wiązki elektronów, na którym można je obserwować. Za szczeliną znajduje się kondensator płytkowy. Pole elektryczne między jego dwiema płytkami odchyla wiązkę elektronów w kierunku pionowym. Ponadto cewki Helmholtza mogą być użyte do wytworzenia pola magnetycznego w kierunku poziomym, prostopadłym do ruchu elektronów, które również odchyla je w kierunku pionowym.
Jeśli kierunek ruchu jest prostopadły do ​​jednorodnego pola magnetycznego, elektrony są odchylane po torze kołowym z siłą dośrodkową wynikającą z siły Lorentza. Prędkość elektronów zależy od napięcia anodowego UA. Oznacza to, że pomiar promienia ścieżki pozwala określić ładunek właściwy elektronu, o ile znane są zarówno jednorodne pole magnetyczne B, jak i napięcie anodowe UA.