Físico británico, a quien se debe el descubrimiento del electrón, factor fundamental para asentar las bases de la teoría electrónica de la materia. Por sus investigaciones en el campo de la conductividad a través de los gases recibió en 1906 el premio Nobel de Física. Uno de sus mayores logros fue el haber transformado, desde el cargo de director, el Laboratorio Cavendish, al que convirtió en el primero a nivel mundial en física experimental. En distintas ocasiones, siete de sus auxiliares de experimentación han sido galardonados con el premio Nobel de Física. Y para su mayor satisfacción, también su hijo George Paget Thomson, en 1937 recibió el premio Nobel por el descubrimiento de la difracción de los electrones rápidos en los cristales, con lo que dio confirmación a la teoría mecánica ondulatoria de Broglie.
Hijo de un librero, nació en Cheethain Hall. Estudió en la Universidad de Manchester, con la esperanza de convertirse en ingeniero; pero al fallecer su padre en 1872, tuvo que abandonar tal pretensión y, por razones económicas, estudiar matemáticas, física y química. Sobresalió tanto en estos cursos que el Trinity College de Cambridge le concedió, en 1876, una beca. Discípulo de Maxwell, en 1880 se gradúo con la máxima distinción de la Universidad.
Fue profesor de física experimental en el Trinity College de 1884 a 1918.
Teórico y habilísimo experimentador, estudió a fondo los rayos catódicos. Después de haber demostrado claramente su naturaleza corpuscular, demostró que tales partículas están cargadas negativamente y que son el constituyente común de cualquier tipo de materia, o sea, que se trata de electrones; después cuantificó directamente su energía y, en 1897, con un célebre experimento, determinó la relación entre su carga y su masa; en 1898 cuantificó también su carga y demostró que es igual a la de los iones de hidrógeno pero de signo opuesto.
Durante estas investigaciones elaboró una técnica experimental que condujo al descubrimiento de los isótopos. Sobre la base de estos resultados propuso en 1904 un modelo atómico que, aunque logró explicar algunos fenómenos, especialmente la estabilidad del átomo desde el punto de vista de la mecánica clásica, no estuvo en concordancia con las nuevas investigaciones en el campo de la radiactividad, y en particular, con el descubrimiento de la difusión de los rayos alfa.
Otros hombres de ciencia desarrollaron sus ideas, entre ellos quien fuera su discípulo Ernest Rutherford, iniciador de la teoría nuclear, decisiva para los estudios atómicos. Thomson falleció en Cambridge.