1903年，汤姆逊提出他的原子结构模型。他指出：原子是一个小球体，正电荷均匀分布在球体内部，带负电的电子镶嵌在球体上，这些电子在平衡位置做简谐振动。这就是著名的汤姆逊原子结构模型。

1911年，为了解释当时的α 粒子散射实验，卢瑟福提出了他的原子结构模型。他指出，原子中带正电的原子核体积非常小，但占原子质量的绝大部分，电子绕着原子核旋转，所占空间比较大，这被称为原子核式结构模型。

这种模型类似于行星绕太阳旋转，它成功的解释了α 粒子散射实验，一度被认为是非常成功的原子结构模型。直到现在，中学教材中也是以这种模型为主。

随着量子力学的发展，人们逐渐发现卢瑟福原子结构模型也有许多解释不了的现象。

1913年，玻尔提出了著名的玻尔原子模型。玻尔将量子概念应用到了卢瑟福原子模型中。他指出，电子只能在一些固定的轨道上运动，越外层的电子能级越高，只有在电子从一个能级跃迁到另一个能级时，才会辐射。

玻尔的成功，在于他接受了量子力学观点，提出了原子结构的量子化观点。指出电子轨道是量子化的，电子自旋角动量是量子化的。

由此可见，原子结构是在解释当时实验现象的假设中一步一步进化而来的，每一个结论在当时来说当时巨大的进步。科学也是在这样的探索中一步步前进的。