自從莫爾斯發明有線電報以後，不到20年，這種新的通訊工具已經風行各地。當時，莫爾斯電報隻能在陸地上使用，它無法越洋過海傳遞信息。隨著社會發展，英國和歐洲大陸以及歐美兩地之間傳統的郵船通信，已遠遠滿足不了社會的需要了。在英法兩國政府的支持下，1850年在英國和法國之間的多佛爾海峽鋪設了最早的海底電纜。1855年，地中海和黑海的海底，電纜鋪設成功。跨洋傳遞信息越來越受到人們的重視。
隨著美國和歐洲貿易的日益增大，人員和物質交流的日益擴大，鋪設橫跨大西洋的海底電纜的呼聲，日漸高漲，但要想建造和鋪設一條4000-5000公裏長的海底電纜，並非易事，許多理論和技術問題都需要解決。
首先需要解決的就是信號延遲現象。因為電纜越長，信號延遲時間也越久，而且衰減和失真也就越厲害，以致於電報不能正常傳遞。為此，蘇格蘭格拉斯哥大學的年輕的物理學教授湯姆遜經過一年多的研究和實驗，在1855年提出了海底電纜信號的遞衰減理論，一舉解決了長距離海底電纜的重大理論問題。他的理論成為後來海底通訊工程設計的重要根據。
經過6年多的醞釀和籌備，1856年大西洋海底電纜公司正式成立，資本總額為35萬英鎊，蘇格蘭股東們選聘了湯姆遜教授為公司董事。
海底電纜鋪設工程開始後，湯姆遜發現工程設計書上的電纜直徑比理論需求小得多，不合標準，但取消定購合同已來不及了。這樣，在無法增大電纜直徑的前提下，隻能用其它方法提高銅電纜的導電率。湯姆遜把當時商用的各種銅線都拿來做測試，發現各自的電阻率差別很大，如果使用不同電阻率的銅電纜，勢必使總電纜的參數發生很大偏差。為此，他提出對電纜銅材統一要求規格，並總結出一套實用的測量法，湯姆遜還發現在銅內加入化學微量元素時，能使電阻減小很多。這些都為建造合格的電纜提供了保證。
1857年，盼望已久的電纜終於造好。溝通歐美大陸的第一條海底電纜開始鋪設沉放了，電纜的兩個終端地點，選在了北美的紐芬蘭島和英國的愛爾蘭。因為這兩個地方橫跨大西洋的距離最短。但當電纜沉放到距離出發地330海裏時，電纜意外地斷了。第一次電纜沉放以失敗而告終了。
事後，人們在事故分析中找到了兩條失敗的原因，電纜斷裂的原因是外層機械抗拉強度太低所致，這個不難解決。關鍵的問題在於如何接收弱電信號。
湯姆遜卓有遠見地意識到，必須研製接收靈敏度更高的電報機。為此，他又全身心地投入到研製新型電報機上。他從陽光下的鏡片反光這一現象中得到啟發，研製成了吊鏡式電流計電報機。這種電報機有很高的靈敏度，可把接收的弱信號放大，可以解決長距離電纜通訊信號衰減無法接收的問題。
1858年春夏之交，大西洋海底電纜沉放鋪設工程再次開工。經過一個多月的緊張鋪設，茫茫的大西洋終於被征服，電纜鋪設成功了。然而好事多磨，海底電纜使用不足一個月，就出現了嚴重故障。信號變得模糊不清，造成大西洋兩岸通訊中斷。這主要是因為絕緣層抗腐蝕性太差，海水浸泡時間一長，便造成漏電，有的線段甚至完全斷裂。
耗費幾十萬英鎊的電纜，就這樣葬送海底了。但湯姆遜和大西洋海底電纜公司並沒有氣餒，他們在政府的鼓勵和資助下，又開始計劃建造第二條跨洋海底電纜。
1865年的第三次電纜鋪設又失敗了。1865年4月，在湯姆遜的主持下進行了第四次電纜鋪設。6月中旬，電纜鋪設完畢。至此，永久性的大西洋海底電纜終於宣靠成功，整個工程耗費了10年的時間。
100年後的今天，盡管科技飛速發展，海底電纜仍是國際通訊的一種重要手段。莫爾斯、湯姆遜等科學家前仆後繼為發展現代快捷的信息傳遞作出了巨大的貢獻。