Dans cette expérience, Millikan a pulvérisé de minuscules gouttelettes d'huile dans une chambre et a observé leur mouvement en tombant dans l'air. En appliquant un champ électrique à la chambre, il pouvait manipuler le mouvement des gouttelettes et déterminer la charge sur chaque gouttelette. Il a constaté que la charge sur chaque gouttelette était toujours un multiple d'une unité de charge fondamentale, qu'il a jugé comme la charge d'un seul électron.