اشعه کاتدی که از کاتد به سمت آند منتشر می‌شود، دارای ویژگیهای زیر است:

1.اشعه کاتدی به خط مستقیم حرکت می‌کند، و از اجسام جامد عبور نمی‌کند. در شکل سایه تاریکی پشت مانع چهار پردیده می‌شود ولی اطراف آن همچنان درخشنده است. این پدیده می‌رساند که اشعه مستقیم الخطی از کاتد تشعشع یافته و به آن سوی لوله می‌رسد. از برخورد این اشعه با دیواره شیشه‌ای؛ درخشندگی سبز پسته‌ای آشکار می‌گردد، در صورتیکه ناحیه‌ای که پشت مانع و در سایه آن قرار دارد، همچنان تاریک می‌ماند.

2.وقتی آند درست در مقابل کاتد قرار ندارد باز هم اشعه کاتدی به خط مستقیم منتشر می‌شود.

3.به طور عمود بر سطح کاتد گسیل می‌شود.

4.در برخورد با بعضی از اجسام فلوئورسانس ایجاد می‌نمایند.

5.جریانی از ذرات، با بار الکتریکی منفی هستند.

6.اشعه کاتدی جرم دارد و حامل انرژی است. همانطور که شکل نشان می‌دهد، انرژی جنبشی اشعه کاتدی سبب چرخش پروانه می‌شود، بدین ترتیب که انرژی این اشعه در برخورد با سطح پره بالایی، به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود و دمای آن را بالا می‌برد. در نتیجه، مولکولهای گاز مجاور گرمتر شده، سرعت می‌گیرند و نیروی عکس‌العمل حاصل از انبساط گاز، چرخ را به حرکت در می‌آورد.

7.به علت داشتن بار الکتریکی (منفی) در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت منحرف می‌شوند.

8.حرکت این پرتوها به معنای عبور جریان الکتریکی است و در نتیجه مسیر آنها در جهت عمود بر جهت میدان مغناطیسی منحرف می‌شود.

9.اشعه کاتدی در میدان مغناطیسی منحرف می‌شود.

10.این پرتوها در برخورد با مانع، پرتوهای را ایجاد می‌کنند.

11.اشعه کاتدی به جنس کاتد و نوع گاز درون لوله بستگی ندارد و با تغییر فلز کاتد و یا نوع گاز ویژگیهای اشعه تغییر نمی‌کند.