Descoperirea electronilor, a protonilor și a neutronilor a fost făcută de J. J. Thomson, Ernest Rutherford și, respectiv, James Chadwick. Acestea au fost eșalonate pe o perioadă de 35 de ani.
J. J. Thomson a descoperit electronul în 1897 prin studiile sale despre razele catodice, pe care le-a descoperit că erau compuse din particule încărcate negativ mult mai mici decât atomii. În 1911, Ernest Rutherford a sugerat că atomii conțin, de asemenea, o sarcină centrală pozitivă, care reprezintă majoritatea masei lor. În 1932, James Chadwick a reușit să calculeze masa (și să dovedească existența) neutronilor prin arderea lor la ceara de parafină și determinarea energiei protonilor pe care i-au deplasat.
