Zeigerinstrumente können wegen der Trägheit des mechanischen Systems den Spannungsschwankungen nur bei sehr langsamer Änderung folgen. Das Oszilloskop ist ein Gerät zur Anzeige rasch veränderlicher Spannungen. Man nutzt dabei die nahezu trägheitslose Ablenkung der Elektronen im elektrischen Feld aus.
Die mit hoher Geschwindigkeit durch ein Anodenloch fliegenden Elektronen durchlaufen das erste Plattenpaar, an dem die zu messende Spannung eine Ablenkung in y-Richtung bewirkt. Der Elektronenstrahl trifft nach dem Durchlaufen der Röhre auf einen Fluoreszenzschirm und erzeugt dort einen Leuchtfleck. Die Auslenkung des Leuchtpunktes ist proportional zur Messspannung (y ~ U_y).

Um den zeitlichen Verlauf der Messspannung verfolgen zu können, wird der Strahl durch das zweite Plattenpaar in horizontaler Richtung abgelenkt. An den x-Platten liegt eine proportional zur Zeit ansteigende Spannung (Kippspannung), welche den Elektronenstrahl vom linken zum rechten Rand des Bildschirms zieht.