Het elektron is een negatief geladen subatomair deeltje dat een belangrijk bestanddeel is van de atomen waaruit de gewone materie is opgebouwd. Het elektron is fundamenteel, in die zin dat het niet wordt verondersteld te zijn opgebouwd uit kleinere bestanddelen. De grootte van de lading van het elektron is vele jaren beschouwd als de fundamentele eenheid van lading in de natuur. Alle elektrische ladingen werden verondersteld integrale veelvouden van deze lading te zijn. Onlangs zijn er echter aanzienlijke bewijzen gevonden die erop wijzen dat deeltjes die als mesonen en baryonen worden geclassificeerd, zijn opgebouwd uit objecten die quarks worden genoemd, die een lading hebben van 2/3 of 1/3 van de lading van het elektron. Zo zijn bijvoorbeeld de neutronen en protonen, waaruit de atoomkernen bestaan, baryonen. Wetenschappers hebben echter nog nooit een geïsoleerde quark kunnen waarnemen, zodat voor alle praktische doeleinden de lading van het elektron nog steeds kan worden beschouwd als de fundamentele eenheid van lading die in de natuur wordt gevonden. De grootte van deze lading, gewoonlijk aangeduid met e, is zeer nauwkeurig gemeten en bedraagt 1,602177 × 10-19 coulomb. De massa van het elektron is zelfs naar atomaire maatstaven gering en heeft de waarde 9,109389 × 10-31 kg (0,5110 M V/c2 e , zijnde slechts ongeveer 1/1836 de massa van het proton.
Alle in de natuur gevonden atomen hebben een positief geladen kern waaromheen de negatief geladen elektronen zich bewegen. Het atoom is elektrisch neutraal en dus heeft de positieve elektrische lading van de kern dezelfde grootte als de negatieve lading van alle elektronen. De elektronen worden in het atoom gehouden door de aantrekkingskracht die op hen wordt uitgeoefend door de positief geladen kern. Zij bewegen zeer snel rond de kern in banen met een zeer bepaalde energie, en vormen een soort elektronenwolk eromheen. Sommige van de elektronen in een typisch atoom kunnen vrij dicht bij de kern zijn, terwijl andere zich op afstanden kunnen bevinden die vele duizenden malen groter zijn dan de diameter van de kern. De elektronenwolk bepaalt dus Figuur 1. Illustratie door Hans & Cassidy. Courtesy of Gale Group.de grootte van het atoom. Het zijn de buitenste elektronen die het chemische gedrag van de verschillende elementen bepalen. De grootte en de vorm van de elektronenwolken rond atomen kunnen alleen worden verklaard door gebruik te maken van een gebied van de fysica dat kwantummechanica wordt genoemd.
In metalen zijn sommige elektronen niet strak aan atomen gebonden en zijn vrij om door het metaal te bewegen onder invloed van een elektrisch veld. Het is deze situatie die verklaart waarom de meeste metalen goede geleiders van elektriciteit en warmte zijn.
De kwantumtheorie verklaart ook verschillende andere nogal vreemde eigenschappen van elektronen. Elektronen gedragen zich alsof zij ronddraaien, en de waarde van het impulsmoment dat met deze ronddraaiing samenhangt ligt vast; het is dus niet verwonderlijk dat elektronen zich ook als kleine magneetjes gedragen. De manier waarop elektronen zijn gerangschikt in sommige materialen, zoals ijzer, zorgt ervoor dat deze materialen magnetisch zijn. Het bestaan van het positron, het antideeltje van het elektron, werd in 1930 voorspeld door de Franse natuurkundige Paul Dirac. Om dit antideeltje te voorspellen, gebruikte hij een versie van de kwantummechanica waarin de effecten van de relativiteitstheorie waren opgenomen. De lading van het positron heeft dezelfde grootte als de lading van het elektron, maar is positief. Diracs voorspelling werd twee jaar later geverifieerd toen het positron experimenteel werd waargenomen door Carl Anderson in een nevelkamer die werd gebruikt voor onderzoek naar kosmische straling. Het positron bestaat niet lang in de aanwezigheid van gewone materie omdat het spoedig in contact komt met een gewoon elektron en de twee deeltjes annihileren, waarbij een gammastraal wordt geproduceerd met een energie gelijk aan het energie-equivalent van de twee elektronmassa’s, volgens Einsteins beroemde vergelijking E = mc2.