Katodestråle (også kalt en elektronstråle eller e-stråle) er strømmer av elektroner observert i vakuumrør, det vil si et tomt glassrør. Glassrøret er utstyrt med minst to elektroder av metall som tilføres elektrisk spenning, en katode eller negativ elektrode og en anode eller positiv elektrode. Katodestrålerør skaper bilder i vanlige fjernsyn, hvor elektromagneter brukes til å fokusere og styre katodestrålens bevegelse over billedflaten.