Un tube à rayons cathodiques (CRT) est un tube à vide contenant un ou plusieurs canons à électrons, qui émettent des faisceaux d'électrons qui sont manipulés pour afficher des images sur un écran phosphorescent. Les images peuvent représenter des formes d'ondes électriques (oscilloscope), des images (téléviseur, écran d'ordinateur), des cibles radar ou d'autres phénomènes. Un CRT sur un téléviseur est communément appelé tube image. Les CRT ont également été utilisés comme dispositifs de mémoire, auquel cas l'écran n'est pas destiné à être visible pour un observateur. Le terme rayon cathodique a été utilisé pour décrire les faisceaux d'électrons lorsqu'ils ont été découverts pour la première fois, avant qu'il ne soit compris que ce qui était émis par la cathode était un faisceau d'électrons.

Dans les téléviseurs CRT et les moniteurs d'ordinateur, toute la zone avant du tube est balayée de manière répétée et systématique selon un motif fixe appelé trame. Dans les appareils couleur, une image est produite en contrôlant l'intensité de chacun des trois faisceaux d'électrons, un pour chaque couleur primaire additive (rouge, vert et bleu) avec un signal vidéo comme référence. Dans les moniteurs et téléviseurs CRT modernes, les faisceaux sont courbés par déviation magnétique, à l'aide d'un joug de déviation. La déviation électrostatique est couramment utilisée dans les oscilloscopes.

Un CRT est une enveloppe de verre profonde (c'est-à-dire longue de la face avant à l'arrière), lourde et fragile. L'intérieur est évacué à environ 0,01 pascals (9,9108 atm) à 133 nanopascals (1,311012 atm), pour faciliter le vol libre des électrons du ou des pistolets vers la face du tube sans diffusion due aux collisions avec les molécules d'air. En tant que tel, la manipulation d'un CRT comporte un risque d'implosion violente qui peut projeter le verre à grande vitesse. La face est généralement faite de verre au plomb épais ou de verre spécial baryum-strontium pour être incassable et bloquer la plupart des émissions de rayons X. Les CRT représentent l'essentiel du poids des téléviseurs CRT et des écrans d'ordinateur. Depuis le début des années 2010, les CRT ont été remplacés par des technologies d'affichage à écran plat telles que les écrans LCD, plasma et OLED qui sont moins chers à fabriquer et à utiliser, ainsi que nettement plus léger et moins encombrant. Les écrans plats peuvent également être fabriqués dans de très grandes tailles alors que 40 po (100 cm) à 45 po (110 cm) était à peu près la plus grande taille d'un CRT. Un CRT fonctionne en chauffant électriquement une bobine de tungstène qui à son tour chauffe une cathode à l'arrière du CRT, lui faisant émettre des électrons qui sont modulés et focalisés par des électrodes. Les électrons sont dirigés par des bobines ou des plaques de déviation, et une anode les accélère vers l'écran recouvert de phosphore, qui génère de la lumière lorsqu'il est touché par les électrons.

Thomas Toliver Goldsmith Jr. (9 janvier 1910 - 5 mars 2009) était un pionnier de la télévision américaine, le co-inventeur du dispositif de divertissement à tube cathodique et professeur de physique à l'Université Furman.