“原子”一词最早是由古希腊哲学家德谟克利特（Democritus）提出的，意为“不可分割”。19世纪初，道尔顿建立了近代原子论，他认为原子是有质量的，是不可再分的，同一种元素的原子相同，不同元素的原子则不同。然而，19世纪末20世纪初，电子及原子核的发现推翻了原子不可再分的观点。

1897年，汤姆逊（Thomson）测定了电子的荷质比（e/m），并发现电子普遍存在于原子中。

1911年，卢瑟福通过α 粒子散射实验证实了原子中存在质量较重、带正电荷的原子核，提出了行星系式核型原子模型：原子中存在一个原子核，它集中原子的全部正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核高速运动。卢瑟福的原子模型在当时能解释一些实验现象，但无法解释当时已经发现的线状原子光谱。按照经典电动力学理论，带负电荷的电子在绕核旋转时，必然会发射电磁波，即要不断地释放出能量，电子绕核旋转的轨道半径将越来越小，最后电子将会掉到原子核上而毁灭。这与原子客观存在的事实不符。另外，根据卢瑟福的原子模型，电子绕核高速运动，其放出的能量是连续的，那么得到的原子光谱应该是连续的带状光谱，但实验得到的原子光谱却是线状的。

人们对原子结构的认识是和原子光谱实验分不开的。1913年，玻尔在氢原子光谱和普朗克量子论的基础上提出了关于原子结构的假设，即玻尔理论。其内容如下：

（1）在原子中，电子只能沿着一定能量的轨道运动，这些轨道称为稳定轨道。电子运动时所处的能量状态称为能级。轨道不同，能级也不同。

（2）电子只有从一个轨道跃迁到另一轨道时，才有能量的吸收或放出。

玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，阐明了谱线的波长（λ）与电子在不同轨道之间跃迁时能级差的关系，因而在原子结构理论的发展过程中做出了很大的贡献。但是该理论不能解释多电子原子光谱、氢原子光谱的精细结构（在精密的分光镜下，发现氢光谱的每一条谱线是由几条波长相差甚微的谱线所组成的）等新的实验事实。其原因是该理论没有完全摆脱经典力学的束缚，电子在固定轨道上绕核运动的观点不符合微观粒子的运动特性。因此随着科学的发展，玻尔的原子结构理论便被原子的量子力学理论所代替。