שפופרת קרן קתודית או שפופרת קתודית היא התקן חשמלי-פיזיקלי הבנוי כמכל זכוכית אטום, מרוקן מאוויר או ממולא בגז דליל, שבתוכו קבועות שתי אלקטרודות - קתודה ואנודה. כאשר השפופרת מופעלת, הקתודה מהווה מקור של אלקטרונים שנעים בתוך השפופרת לעבר האנודה. אלקטרונים אלו קרויים קרניים קתודיות או קרן אלקטרונים.