წარმოდგენა ატომებზე, როგორც განუყოფელ უმცირეს ნაწილაკებზე ჯერ კიდევ ანტიკურ ხანაში წარმოიშვა, მაგრამ მხოლოს XVIII საუკუნეში ა.ლავუაზიესა და სხვათა შრომების საშუალებით იქნა დამტკიცებული ატომების არსებობა. მაგრას საკითხი, მათი შინაგანი აგებულების შესახებ არც კი ისმოდა და იგი ისევ განუყოფელ ნაწილაკად რჩებოდა. XIX საუკუნეში ნივთიერების ატომური აგებულიბის შესწავლამ საგრძნობლად წაიწია წინ. 1833 წელს ელექტროლიზის მოვლენის შესწავლისას მ. ფარადეიმ დაადგინა, რომ ელექტროლიტში დენი დამუხტული ნაწილაკების, იონების, მოწესრიგებილი მოძრაობა იყო. ფარადეიმ განსაზღვრა იონის მინიმალური მუხტი, რომელსაც ელემენტარული ელექტრული მუხტი ეწოდა. მისი მიახლოებითი მნიშვნელობა e = 1,60·10–19 კ-ს ტოლი აღმოჩნდა.
ფარადეის გამოკვლევების საფუძველზე შეიძლებოდა ატომის შიგნით ელექტრული მუხტების არსებობის შესახებ დასკვნის გაკეთება.
ატომების რთული აგებულობის მნიშვნელოვან მოწმობას სპექტროსკოპული გამოკვლევები იძლეოდნენ, რომლებსაც ატომების ხაზოვანი სპექტრის აღმოჩენა მოჰყვა. XIX საუკუნის დასაწყისში აღმოაჩინეს წყალბადის ატომის გამოსხივების დისკრეტული სპექტრული ხაზები სპექტრის ხილულ უბანში. 1885 წელს ბალმერის მიერ დადგენილი იქნა ამ ხაზების ტალღის სიგრძეების დამაკავშირებელი მათემატიკური კანონზომიერებები.
1896 წელს ა. ბეკერელმა აღმოაჩინა ატომებისგან მომავალი უხილავი გამჭოლი გამოსხივება, რომელსაც რადიოაქტივობა ეწოდა. მომდევნო წლებში რადიაქტივობის მოვლენას მრავალი მეცნიერი სწავლობდა (მ.სკლადოვსკა-კიური, პ. კიური, ე. რეზერფორდი და სხვა). აღმოჩნდა, რომ რადიაქტიური ნივთიერებენის ატომები სამი სხვადსხვა ბუნების სხივებს ასხივებენ (ალფა-, ბეტა- და გამა-სხივებს). ალფა-სხივები ჰელიუმის იონების ნაკადი აღმოჩნდა, ბეტა-სხივები ელექტრონების ნაკადი, ხოლო გამა სხივები კი ხისტი რენტგენული გამოსხივების ქვანტების ნაკადი.
1897 წელს ჯოზეფ ტომსონმა ელექტრონი აღმოაჩინა და ელექტრონის მუხტის მასასთან ფარდობა e / m გაზომა. ტომსონის ცდებმა დაადასტურეს, რომ ელექტროვები ატომის შემადგენლობაში შედიან.
ამგვარად, XX საუკუნის დასაწყისისთვის ყველა ექსპერიმენტული ფაქტის საფუძველზე შეიძლებოდა დასკვნის გაკეთება, რომ ნივთიერების ატომებს რთული შინაგანი აგებულება აქვთ. ისინი ელექტრონეინრალურ სისიტემებს წარმოადგენენ, ამასთან ატომის უარყოფითი მუხტის მატარებელ ნაწილაკებს მსუბუქი ელექტრონები წარმოადგენენ, რომელთა მასა ატომის მასის მხოლოდ მცირე ნაწილს წარმოადგენს. ატომის მასის ძირითადი ნაწილი დადებით მუხტთანაა გაკავშირებული.
მეცნიერების წინაშე დაისვა ატომის აგებულების საკითხი.