遠距離地觀測電子的各種現象，主要是依靠探測電子的輻射能量。例如，在像恒星日冕一類的高能量環境里，自由電子會形成一種藉著制動輻射來輻射能量的等離子。電子氣體的等離子振蕩。是一種波動，是由電子密度的快速震蕩所產生的波動。這種波動會造成能量發射。天文學家可以使用無線電望遠鏡來探測這能量。
根據普朗克關系式，光子的頻率與能量成正比。當一個束縛電子躍遷于原子的不同能級的軌域之間時，束縛電子會吸收或發射具有特定頻率的光子。例如，當照射寬帶光譜的光源于原子時，很明顯特別的吸收光譜會出現于透射輻射的光譜。每一種元素或分子會顯示出一組特別的吸收光譜，像氫光譜。光譜學專門研究測量這些譜線的強度和寬度。細心分析這些數據，即可得知物質的組成元素和物理性質。
在實驗室操控條件下，電子與其它粒子的相互作用，可以用粒子探測器。來仔細觀察。電子的特征性質，像質量、自旋和電荷等等，都可以加以測量檢驗。四極離子阱和潘寧阱?？梢蚤L時間地將帶電粒子限制于一個很小的區域。這樣，科學家可以準確地測量帶電粒子的性質。例如，在一次實驗中，一個電子被限制于潘寧阱的時間長達 10 個月之久。1980 年，電子磁矩的實驗值已經準確到 11 個位數。在那時候，是所有測得的物理常數中，最準確的一個。
在固態物質內，電子的分布可以用角分辨光電子譜來顯像。應用光電效應理論，這科技照射高能量輻射于樣品，然后測量光電發射的電子動能分布和方向分布等等數據。仔細地分析這些數據，即可推論固態物質的電子結構。
