Doświadczenie Millikana polega na obserwacji ruchu małych kropelek oleju w polu elektrycznym. Na podstawie tego ruchu można obliczyć ładunek kropli, a stąd wyznaczyć wartość ładunku elementarnego.
Zakładamy, że kropla oleju znajduje się w równowadze, gdy siła grawitacji jest równoważona przez siłę elektryczną i siłę lepkości. Przy równowadze można wyznaczyć ładunek kropli na podstawie znanego napięcia, gęstości oleju, średnicy kropli i odległości między okładkami kondensatora.