Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, có vai trò quan trọng đối với đời sống cũng như quá trình nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực. Người đầu tiên đề xuất rằng mọi thứ trên Trái đất được tạo thành từ các hạt nhỏ là nhà triết học người Hy Lạp Democritus, vào khoảng năm 450 trước Công nguyên. Ông đã sử dụng thuật ngữ atomos để chỉ các hạt này, tiếng Hy Lạp có nghĩa là “không thể phân chia”, từ đó thuật ngữ hiện đại “nguyên tử” được tạo ra.Manh mối đầu tiên về cấu trúc nguyên tử từ các hạt hạ nguyên tử đến vào cuối thế kỷ 19 khi J.J. Thomson đã phát hiện ra electron. Các nhà khoa học biết rằng điện tích tổng thể của một nguyên tử là trung tính, nhưng Thomson đã tìm ra thông tin mới liên quan đến sự tồn tại của một hạt mang điện tích âm. Từ đó cho thấy rằng có các hạt khác phải mang điện tích dương.Chỉ vài năm sau, Ernest Rutherford đã thực hiện một thí nghiệm cho thấy rằng phần lớn khối lượng của một nguyên tử tập trung trong hạt nhân – nơi mà các proton chiếm điện tích dương của nguyên tử, và các electron mang điện âm cực nhỏ tạo nên phần lớn không gian bên ngoài hạt nhân.Neutron được phát hiện sau đó, vào năm 1932 bởi James Chadwick. Như vậy, cấu tạo nguyên tử gồm các hạt hạ nguyên tử là proton, neutron và electron. Phần kết cục cuối cùng của những khám phá này là: các nhà khoa học đã tính khối lượng của một nguyên tử bằng tổng khối lượng proton và neutron; và tất cả điện tích của nó bằng proton và electron.