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Dalton baseou sua teoria na lei da conservação das massas e na lei das proporções constantes. A primeira parte de sua teoria afirma que toda a matéria é composta por átomos, que são indivisíveis. A segunda parte da sua teoria diz que todos os átomos de um determinado elemento possuem massa e propriedades idênticas.

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Thomson com tubos de raios catódicos mostrou que todos os átomos contêm partículas subatômicas minúsculas de carga negativa, ou elétrons. O modelo atômico do pudim de passas de Thomson tinha elétrons carregados negativamente inseridos dentro de uma "sopa" carregada positivamente.

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Na experiência em questão, Rutherford colocou no interior de um bloco de chumbo um fragmento radioativo de polônio. A radiação que saia do polônio, seguia em direção a uma fina lâmina de ouro que estava cercada por um anteparo fluorescente - uma placa de metal coberta de sulfeto de zinco.

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O modelo atômico de Rutherford, proposto em 1911, descreve o átomo como um sistema solar, com um núcleo carregado positivamente e elétrons orbitando ao redor dele. O modelo atômico de Rutherford trouxe a compreensão do núcleo atômico e da disposição dos elétrons em torno desse núcleo.

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A descoberta do nêutron aconteceu no ano de 1932 com o físico inglês James Chadwick. Após vários cálculos, percebeu que o núcleo do berílio era radioativo, emitia partículas sem carga elétrica e com massa somente um pouco maior que a dos prótons. O próprio físico chamou essas partículas subatômicas de nêutrons e afirmou que a sua união com os prótons evitam repulsões e mantém o núcleo estável.

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O modelo atômico de Bohr, proposto em 1913 por Niels Bohr, apresenta os elétrons distribuídos em camadas ao redor de um núcleo. Um elétron excitado sempre se desloca (salto quântico) para outro nível por estar com uma quantidade maior de energia; Um elétron que sofreu salto quântico sempre libera a energia que recebeu na forma de luz; Ao liberar a energia, o elétron retorna para o seu nível de origem.

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Em 1916, Sommerfeld sugeriu que as órbitas seriam elípticas, e não circulares, pois em uma elipse há diferentes excentricidades, gerando energias diferentes para uma mesma camada. Após seus estudos, Sommerfeld admitiu que em cada camada eletrônica (n) havia 1 órbita circular e (n-1) órbitas elípticas com diferentes características.

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Nesse modelo, o átomo é formado por duas principais regiões: o núcleo e a eletrosfera. O núcleo é a região central do átomo. Apresenta alta massa e alta densidade por concentrar as partículas de carga elétrica positiva (prótons) em um pequeno volume. A eletrosfera é a região em torno do núcleo que abriga os elétrons. O princípio da incerteza mostra que as trajetórias circulares do elétron ao redor do núcleo (do modelo de Bohr) não podem ter significado. Se não podemos nunca saber a posição e o momentum exatos de um elétron vamos falar sobre a probabilidade de ele estar em determinados lugares do espaço.