Joseph John Thomson, 18 Aralık 1856'da Manchester şehrinin varoş semptlerinden olan Cheetham Hill'de doğdu.

1870'de lisans eğitimi için burs kazanarak girdiği Owens College'ın ardından 1876'da Trinity College'a, daha sonra da Cambridge'e yine burslu olarak girdi.

1880'de Trinity College da hayatının sonuna kadar görevine devam edeceği akademi üyeliğine seçildi. Daha sonraları Lord Rayleigh'ın yerine Cambridge'e deneysel fizik profesörü oldu.

1884 - 1918 yılları arasında Cambridge ve Royal Institution'ın onursal profesörlüğüyle onurlandırıldı.

1884'de ilk inceleme konusu olan Treatise on the Motion of Vortex adlı yapıtında da bahsettiği "Atomun Yapısı" ile Adams Ödülünü kazandı.

1886 ve 1892 yıllarında ünlü "Application of Dynamics to Physics and Chemistry" ve "Notes on Recent Researches in Electricity and Magnetism" adlı yapıtları yayımlandı. Bu son çalışması James Clerk Maxwell'in ünlü Treatise'ından sonra Maxwell'in üçüncü cildi olarak anıldı.

Thomson, Profesör J. H. Poynting'le dört ciltlik Properties of Matter adlı ders kitabında işbirliği yaptı. 1885 yılında Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism'i yayımladı.

1896 yılında Princeton Universitesi'nde son çalışmalarını özetleyen dört konferans verdi. Bu konferanslar daha sonra Discharge of Electricity through Gases (1897) ismiyle yayımlandı.

Amerika'dan dönüşünde hayatının en görkemli çalışmasını gerçekleştirdi. Bu çalışma 30 şubat 1897'de Royal Institution'daki konferansında açıklayacağı, elektronun keşfiyle sonuçlanan Cathode Işıması idi.

1903'de yayımlanan Conduction of Electricity through Gases adlı kitabı, Rayleigh tarafından Thomson'un Cavendish Laboratuvarı'ndaki çalışmalarının bir gözden geçirmesi olarak nitelendirildi. Bu yayımın daha sonraki basımını kardeşiyle birlikte iki cilt olarak 1928 ve 1933 yıllarında yayımladı.

Thomson, 1904 yılında Yale Universitesi'nde elektrik üzerine konferans vermek için geri döndü ve altı konferans verdi. Bu konferanslar atomun yapısı üzerine bazı önerilerde bulunuyordu. Thomson, faklı atom ve molekülleri ayrıştırmak için bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem daha sonra Aston, Dempster ve diğerleri tarafından birçok izotop'un bulunmasına yol açtı. 1906'da Nobel Ödülüne layık görüldü.

Yukarıda bahsedilenler dışında, "The Structure of Light" (1907), "The Corpuscular Theory of Matter" (1907), "Rays of Positive Electricity" (1913), "The Electron in Chemistry" (1923), "Recollections and Reflections" (1936), adlı kitaplarını yayımladı.

1884 yılında Royal Society üyeliğine seçildi. 1916 - 1920 yılları arasında başkanlığını yaptı. 1894 - 1902 yıllarında Royal ve Hughes Madalyalarını, 1914 yılında Copley Madalyasını aldı. 1902'de Hodgkins Madalyası (Smithsonian Institute, Washington), 1923'de Franklin Madalyası ve Scott Madalyası (Philadelphia), 1927'de Mascart Madalyası (Paris), 1931'de Dalton Madalyası (Manchester),ve 1938'de Faraday Madalyası'nı (Institute of Civil Engineers) aldı.

British Association'nın 1909'da başkanlığını yaptı. Ve Oxford, Dublin, London, Victoria, Columbia, Cambridge, Durham, Birmingham, Göttingen, Leeds, Oslo, Sorbonne, Edinburgh, Reading, Princeton, Glasgow, Johns Hopkins, Aberdeen, Athens, Cracow ve Philadelphia Universite'lerinden doktora diploması aldı.