Sir William Crookes nasceu em Londres, no dia 17 de junho de 1832 e afirmou-se como químico e físico. Frequentou o Royal College of Chemistry em Londres, trabalhando na área da espetroscopia.
Em 1861, descobriu um elemento que tinha uma linha de emissão verde brilhante no seu espectro, ao qual deu o nome de tálio, do grego thalos, um broto verde, que é o elemento químico de número atómico 81. Também identificou a primeira amostra conhecida de hélio, em 1895. Foi o inventor do radiómetro de Crookes, e desenvolveu os tubos de Crookes, investigando os raios canal.
Nas suas investigações sobre a condutividade elétrica em gases a baixa pressão, descobriu que, à medida que se diminuía a pressão, o elétrodo negativo emitia raios (os chamados raios catódicos, que hoje se sabe tratarem-se de um feixe de eletrões livres, utilizado nalguns dispositivos de vídeo (televisões com cinescópio, por exemplo).
Como esses exemplos mostram, William Crookes foi um pioneiro na construção e na utilização de tubos de vácuo para estudar fenómenos físicos. Foi assim um dos primeiros cientistas a investigar aquilo o que atualmente chamamos plasmas. Também criou um dos primeiros instrumentos para estudar a radioatividade nuclear, o assim-chamado espintariscópio.
O trabalho de Crookes desenvolveu-se nas áreas da Química e da Física. A sua característica mais marcante foi a originalidade na conceção das suas experiências e o talento da sua execução. Talvez seja justo afirmar-se que as suas especulações teóricas, por mais imaginativas e estimulantes que tenham sido, foram de menor relevância.
A sua primeira grande descoberta foi a do elemento tálio, anunciada em 1861. Por esse trabalho, a sua reputação ficou solidamente estabelecida e ele foi nomeado membro da Royal Society em 1863.
O método de análise espectral, introduzido por Bunsen e Kirchhoff, foi recebido por Crookes com grande entusiasmo e, ao aplicá-lo no exame do depósito selenífero de uma fábrica de ácido sulfúrico, descobriu no espectro uma linha verde desconhecida. Seguiu-se o isolamento do novo elemento metálico, o tálio, e a investigação das propriedades dos seus compostos, que são de grande interesse na área da química.
Finalmente, em 1873, ele determinou o peso atómico do novo elemento de uma forma que é ainda hoje um modelo de precisão analítica.
Passou posteriormente, durante muitos anos a trabalhar em duas áreas de pesquisa diferentes: As propriedades dos gases raros, e a investigação dos elementos das "terras raras", iniciada após 1880.
A sua atenção pelo primeiro problema despertou quando utilizou uma balança de vácuo durante as suas pesquisas sobre o tálio. Rapidamente descobriu o fenómeno do qual depende a ação do pequeno e bem conhecido instrumento, o radiómetro de Crookes, no qual um sistema de pás, cada uma delas enegrecida de um lado e polida do outro, é colocado em rotação quando exposto a energia radiante. Crooks, no entanto, não forneceu a verdadeira explicação para essa aparente "atração e repulsão resultante da radiação".
Por muitos anos, Crookes conduziu variadas experiências com os elementos de terras raras, elementos tão semelhantes uns aos outros quanto às propriedades químicas que métodos especiais de separação tiveram que ser imaginados. Ao longo de seu trabalho, utilizou métodos de espectroscopia para seguir o curso e testar a integralidade da separação entre um elemento e outro. O que tinha sido uma das regiões mais obscuras da química inorgânica, foi-se clarificando aos poucos. Ao longo dos anos durante os quais ele assim se ocupou, Crookes foi levado a conceber a existência de "meta-elementos" ou aglomerados de elementos, parecendo-se tanto uns com os outros que, na maior parte dos aspetos, um aglomerado comporta-se como um único indivíduo. Os "meta-elementos" de Crookes têm uma semelhança superficial com as misturas de isótopos que hoje se sabe comporem alguns elementos; mas a teoria de meta-elementos não pode honestamente ser dita como uma antecipação da descoberta dos isótopos, uma vez que se baseou em factos de natureza fundamentalmente diferente daquela em que se basearam as idéias mais recentes sobre elementos isotópicos.
Crookes publicou numerosos artigos científicos sobre espectroscopia, um assunto pelo qual tinha grande fascinação e fez pesquisas sobre uma grande variedade de assuntos de menor importância. Além de vários livros técnicos, escreveu um tratado padrão sobre "Select Methods in Chemical Analysis (Métodos de Seleção em Análise Química) em 1871 e um pequeno livro sobre diamantes. em 1909, um assunto sobre o qual realizou estudos após duas visitas à África do Sul. Serviu várias vezes ao governo em funções de consultoria e seu trabalho sobre a produção de um vidro que deveria eliminar do vidro fundido os raios que fazem mal aos olhos dos trabalhadores, pode ser citada como um de seus muitos serviços públicos.
De importância mais fundamental foram suas pesquisas sobre a passagem de descargas elétricas através de gases rarefeitos. Descobriu que, à medida em que se aumentava a atenuação do gás, o espaço escuro em torno do elétrodo negativo aumentava, enquanto raios, hoje conhecidos como raios catódicos, procediam do elétrodo. Ele investigou as propriedades dos raios, mostrando que eles se propagam em linhas retas, causam fosforescência nos objetos sobre os quais são aplicados e produzindo grande quantidade de calor no impacto. Acreditou ter descoberto um quarto estado da matéria, que ele denominou de "matéria radiante". No entanto, as suas ideias teóricas sobre a natureza da "matéria radiante" foram provadas incorretas. Ele acreditava que os raios consistiam em feixes de partículas de magnitude molecular ordinária. Foi Sir J. J. Thomson que descobriu sua natureza subatómica e provou que os raios catódicos consistem em feixes de eletrões, isto é, partículas eletricamente carregadas cuja massa é de apenas 1/1800 da massa do átomo de hidrogénio. Apesar disso, o trabalho experimental de Crookes nesta área foi a base de descobertas que mudaram toda a conceção da química e da física.
William Crookes voltou sua atenção para o recém descoberto fenómeno da radioatividade. Em 1900, conseguiu separar o urânio do seu produto de transformação ativo, o "urânio-X". Ele observou o decaimento gradual do produto de transformação separado e a simultânea reprodução de um novo suprimento no urânio original. Mais ou menos ao mesmo tempo dessa importante descoberta, observou que, quando as"partículas-p", ejetadas de substâncias radioativas, são projetadas sobre sulfeto de zinco, cada impacto é acompanhado de uma diminuta cintilação, uma observação que serve de base a um dos métodos mais úteis na técnica da radioatividade.