示波管的原理主要是基於電子槍產生的電子束撞擊螢光屏上的特定點，使其發光。
示波管的核心部件包括電子槍、偏轉系統和螢光屏。電子槍負責產生一個聚集的電子束，並通過靜電偏轉板控制電子束的軌跡，這些偏轉板允許電子束在垂直和水平方向上偏轉，從而在螢光屏上形成特定的圖像或波形。當電子束撞擊螢光屏上的點時，這些點會發光，根據電子束的能量不同，可以產生不同亮度的光點。通過在偏轉系統上施加不同的電壓，可以在螢光屏上顯示各種波形和圖像，這個過程涉及到電子在電場中的偏轉，以及電子束在螢光屏上的掃描運動。
示波管廣泛套用於示波器和雷達系統中，用於觀察和測量電信號的波形和特性。