Los descubrimientos de electrones, protones y neutrones fueron realizados por J. J. Thomson, Ernest Rutherford y James Chadwick respectivamente. Fueron escalonados durante un período de 35 años.
J. J. Thomson descubrió el electrón en 1897 a través de sus estudios de rayos catódicos, que descubrió que estaban compuestos de partículas cargadas negativamente mucho más pequeñas que los átomos. En 1911, Ernest Rutherford sugirió que los átomos también contienen una carga central positiva, que constituye la mayor parte de su masa. En 1932, James Chadwick pudo calcular la masa (y probar la existencia) de neutrones disparándolos a la cera de parafina y determinando la energía de los protones que desplazaron.