
真空管的历史可溯自灯泡的发明人汤玛斯·爱迪生(Thomas Alva Edison)。1880年某日,他好奇地在灯泡中多放了一个电极,且洒了点箔片,结果发现了奇特的现象:第三极通正电时,箔片毫无反应;但通负电时,箔片随即翻腾漂浮。当时爱迪生不知道此现象的起由,但由于他不经意的发现,这个现象后来被称为爱迪生效应。一直到1901年,欧文·理查森提出定律,说明电子的激发态引起箔片漂浮,后更以此拿到1928年的诺贝尔物理奖。接着约翰·阿布罗斯·佛莱明(John Ambrose Fleming)在1904年发展出二极管,李·德佛瑞斯特(Lee De Forest)更在1907年作出第一个三极管。
在二十世纪中期前,因半导体尚未普及,基本上当时所有的电子器材均使用真空管,形成了当时对真空管的需求。但在半导体技术的发展普及和平民化下,真空管因成本高、不耐用、体积大、效能低等原因,最后被半导体取代了。但是可以在音响、微波炉及人造卫星的高频发射机看见真空管的身影。部份战斗机为防止核爆造成的电磁脉冲损坏,机上的电子设备亦采用真空管。另外,像是电视机与电脑阴极射线管显示器内的阴极射线管以及X光机的X射线管等则是属于特殊的真空管。