随着第二次工业革命的到来，美国的司法部门开始探索谋求一种更现代、更人性化的死刑执行方式。这时，牙医阿尔弗雷德•索思威克（Alfred Southwick），提出了一个大胆的方案：用电力来执行，怎么样？这个灵感来自于他目睹的一场意外事故：一位醉汉撞在了一台变压器上，在电火花噼啪闪过之后当场死亡。索思威克医生便向纽约州政府推荐了这种 “可靠、快捷而且没有痛苦”的方式，并得到了州长的支持。
对于犯人而言，执行后身体都会变得通红、扭曲；对于执行者而言，行刑前还得剃掉犯人的顶发以利导电。种种这些问题，导致了电椅逐渐被各州抛弃。
除了电椅以外，美国一些州还曾经使用毒气室来执行死刑。毒气室是一个金属密封舱，犯人被固定在椅子上，然后紧闭上舱门。行刑者在外面按动开关，一个装有氰化物的小碟掉进椅子下方盛有硫酸的槽中，发生化学反应而产生氢氰酸，犯人吸入这种巨毒气体后死亡。有些地方，比如加州，甚至在密封舱里放上两把椅子，这样可以一次性处决两名犯人。
毒气室的痛苦要比电椅小得多，而且迅速、可靠，但前提是犯人愿意配合：倘若其在毒气室里憋气不肯呼吸，死亡便会姗姗来迟。另外，行刑完毕后，对于有毒气体必须进行无害化处理，犯人遗体表面上残留的氰化物也要仔细擦洗干净，这对于狱警而言可是个苦差事。毒气室首次应用是在1924年，而目前全美只有5个州还保留毒气室死刑。
相比毒气室和电椅，注射死刑是目前美国主要使用的死刑执行方式。注射死刑，是通过向被执行人的静脉血管注射药剂而致死。目前主要采用“三针法”进行，即依次注入戊硫代巴比妥钠（sodium thiopental，麻醉剂）、巴夫龙（Pancuronium，导致呼吸肌迅速麻痹）及高浓度的氯化钾（KCl，导致心脏骤停），从而使被执行人迅速失去知觉，很快死于窒息。
美国的死刑执行方式正变得越发文明、人性化，但毕竟人死不能复生，因此，在涉及死刑的司法程序上也必须非常慎重。一般而言，只有涉及故意杀人且情节严重，检方寻求判处死刑时，法官才会考虑适用死刑。而法庭也必须在陪审团作出一致裁定后，才可以做出死刑（或无罪）判决。如果无法达成一致，法官会要求陪审团继续讨论，甚至解散陪审团，重新审理。
同时，在死刑执行之前还有各种上诉机会，允许被告人及其律师延迟死刑的到来。实际上，死刑犯从判决到被执行，往往都会等上很长的时间，这虽然导致诉讼成本不菲，但对防止误杀未必不是一件好事。
