Cada modelo sucessivo de anatomia atômica e construção foi baseado no modelo anterior. Filósofos, teóricos, físicos e cientistas desenvolveram progressivamente o paradigma atômico ao longo de muitos séculos. Vários modelos hipotéticos foram propostos, modificados e eventualmente rejeitados ou aceitos. Muitos cientistas e pensadores fizeram descobertas e realizaram experimentos para chegar ao modelo atômico atualmente aceito. O desenvolvimento da matemática e da tecnologia especializada contribuiu muito para a compreensão contemporânea da natureza dos átomos.
Modelos esféricos iniciais

Como os átomos são muito pequenos para serem vistos, os primeiros modelos teóricos foram construções intelectuais baseadas nas métodos lógicos de raciocínio indutivo e dedutivo. O filósofo grego clássico Demócrito foi o primeiro a propor a existência de átomos em 400 a.C. Ele argumentou que a matéria não pode ser dividida indefinidamente e deve consistir em partículas redondas indivisíveis chamadas átomos. Em 1800, John Dalton chegou à mesma visão do atomismo usando o método experimental para estudar gases e compostos. Sua teoria foi chamada de esfera sólida, ou modelo de bola de bilhar. Modelo de pudim de ameixa Em 1904, o físico britânico J.J. Thompson postulou o pudim de ameixa, ou pão de passas, modelo de atomismo. Foi baseado no conhecimento das partículas subatômicas negativas recentemente descobertas, chamadas elétrons. As experiências de Thompson com tubos de raios catódicos o levaram a teorizar a existência de pequenas partículas dentro dos átomos, que eram partes fundamentais de todos os átomos. Seu modelo previa os elétrons negativos, ou ameixas, suspensos dentro de uma estrutura carregada positivamente, ou o pudim.
Dois modelos de órbitas planetárias
De 1910 a 1911, Ernest Rutherford propôs o modelo planetário ou nuclear de o átomo. Ele acreditava que os átomos eram compostos principalmente de espaço vazio, com um núcleo denso. Seus experimentos envolveram atirar partículas alfa em papel alumínio. Ele concluiu que o núcleo positivo contém a maior parte da massa do átomo. Com seu modelo de órbita, Niels Bohr refinou a idéia do átomo como um pequeno sistema solar em 1913. O modelo de Bohr tinha elétrons orbitando o núcleo em camadas semelhantes a conchas.
Modelo de Nuvem de Elétrons
Louis de Broglie e Erwin Schrodinger desenvolveu o modelo de nuvem de elétrons, ou mecânica quântica. Eles basearam o modelo nas inovações do ramo da mecânica quântica da física. Em vez de elétrons em órbitas fixas, o modelo de nuvem tem as órbitas definidas por uma distribuição de probabilidade em torno do núcleo. Dependendo da observação e medição, os elétrons podem estar em muitos lugares diferentes, às vezes simultaneamente.