Nguyên tử gồm 3 hạt cơ bản là proton, neutron và electron. Các nhà khoa học đã phát hiện chúng thông qua các thí nghiệm:

- Năm 1897, Thomson thực hiện thí nghiệm phóng điện qua không khí loãng đã phát hiện ra chùm tia phát ra từ cực âm ⇒ Chùm các hạt electron.

- Năm 1918, E. Rutherford và các cộng sự dùng hạt α bắn phá nitrogen đã phát hiện ra hạt proton.

- Năm 1932, J. Chadwick và cộng sự của Rutherford đã phát hiện ra hạt neutron khi bắn phá beryllium bằng các hạt α.