原子（atom）一詞來源於古希臘詞語 átomos，原意是「不可分割的」，曾被視為組成物質的最小單位。19 世紀末，隨著科技的進步，實驗手段的提升，人們開始認識到原子內部的世界。

1897 年，湯姆生（J. J. Thomson）發現許多不同物質都含有同一種帶負電的細小粒子，即是電子。他由此得知，電中性原子其實是由帶負電的電子和某種帶正電的物質組成。他設想原子中正電荷均勻分佈成實心球體，而電子則零星的嵌在這球體中。此模型稱為湯姆生模型。

1908 年至 1913 年間，盧瑟福與蓋革在研究 α 粒子的散射時發現，原子中帶正電的物質並非充滿整個原子，而是集中在原子中心一個非常小的體積內，後人稱之為「原子核」。

在 α 粒子散射實驗中，盧瑟福等人將一束帶正電的 α 粒子射向一片極薄的金箔。受到金原子中帶正電的物質的電力作用，α 粒子會發生偏轉。相比 α 粒子，金原子中電子的質量非常之輕，難以影響 α 粒子的運動，故可忽略不計。

實驗的結果得出，大多 α 粒子通過金箔，沒有發生明顯偏轉；而有小量 α 粒子發生大角度的偏轉。湯姆生的模型不足以造成如此大的偏轉，盧瑟福因此提出原子中正電荷是集中於一小點的設想（見），稱為盧瑟福模型。