Le tube à rayons cathodiques ou CRT a été inventé par Karl Ferdinand Braun. Il a été le type d'affichage le plus courant pendant de nombreuses années. Il a été utilisé dans presque tous les écrans d'ordinateur et de télévision jusqu'à ce que les écrans LCD et plasma commencent à être utilisés.

Un tube à rayons cathodiques est équipé d'un canon à électrons. La cathode est une électrode (un métal qui peut envoyer des électrons lorsqu'il est chauffé). La cathode se trouve à l'intérieur d'un tube en verre. Le tube de verre contient également une anode qui attire les électrons. Celle-ci est utilisée pour attirer les électrons vers l'avant du tube en verre, de sorte que les électrons sortent dans une direction, formant ainsi un rayon cathodique. Pour mieux contrôler la direction du rayon, l'air est extrait du tube, créant ainsi un vide.

Les électrons frappent l'avant du tube, où se trouve un écran phosphorescent. Les électrons font s'allumer le phosphore. Les électrons peuvent être dirigés en créant un champ magnétique. En contrôlant avec soin les parties du phosphore qui s'illuminent, on peut obtenir une image lumineuse sur l'avant du tube à vide. En changeant cette image 30 fois par seconde, on obtient l'impression que l'image est en mouvement. Comme il y a un vide à l'intérieur du tube (qui doit être suffisamment fort pour retenir l'air) et que le tube doit être en verre pour que le phosphore soit visible, le tube doit être en verre épais. Pour un grand téléviseur, ce tube à vide peut être assez lourd.

Le tube cathodique a été inventé en 1897, et utilisé comme oscilloscope (une machine à montrer les ondes). Plus tard, avec d'autres inventions et améliorations, il a été utilisé pour la première télévision électronique moderne par Philo T. Farnsworth dans les années 1920. Le tube cathodique était le principal type d'écran de télévision jusqu'à ce que l'affichage à cristaux liquides devienne populaire au début des années 2000.