Cea mai mare descoperire a lui Niels Bohr a fost modelul atomic. Modelul lui Bohr arată atomul ca un nucleu încărcat pozitiv, înconjurat de electroni în orbită. Bohr a descoperit de asemenea că electronii călătoresc în jurul nucleului în orbite concentrice distincte.
Modelul atomic al lui Bohr a contribuit foarte mult la dezvoltarea bombei atomice. Studiul său de electroni a constituit baza mecanicii cuantice, o teorie a fizicii în legătură cu relația dintre energie și materie. Bohr a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1922 pentru lucrarea sa privind structura atomică și radiațiile. Institutul Niels Bohr de la Universitatea din Copenhaga este numit în onoarea sa.