Nhà vật lý người Anh J.J. Thomson (1856-1940) là người đầu tiên đưa ra bằng chứng từ thực nghiệm khoa học cho thấy nguyên tử không phải là đơn vị cơ bản và không thể phân chia của vật chất mà trước đây người ta cho là. Các thí nghiệm của Thomson với tia âm cực đã giúp ông khám phá ra electron , hạt mang điện tích âm của nguyên tử. Ban đầu đề cập đến hạt mới được phát hiện của mình như một "tiểu thể", Thomson đã công khai phát hiện của mình vào ngày 30 tháng 4 năm 1897 trong một bài giảng tại Viện Hoàng gia.
Bằng chứng đầu tiên về các đồng vị của một nguyên tố không phóng xạ cũng được ghi nhận cho Thomson. Ông được trao giải Nobel Vật lý năm 1906 vì đã khám phá ra electron và công trình dẫn điện qua chất khí. Thomson phát hiện ra tính phóng xạ tự nhiên của nguyên tố kali vào năm 1905 và ông đã chứng minh rằng nguyên tử hydro chỉ chứa một electron duy nhất vào năm 1906.
Thomson cũng có một lý thuyết về cái được gọi là "mô hình bánh pudding mận", cho rằng các electron quay quanh một vùng biển điện tích dương. Lý thuyết này sau đó đã được chứng minh là không đúng bởi học trò của ông, Ernest Rutherford, người đã mô tả điện tích dương của một nguyên tử được tập trung trong hạt nhân của nó.
Một trong những đóng góp khác của Thomson cho khoa học là vai trò của ông như một giáo viên tài năng. Các giải thưởng Nobel đã được trao bởi bảy trong số các trợ lý nghiên cứu của ông. Con trai của Thomson, George Paget Thomson, đã giành được giải Nobel năm 1937 vì đã chỉ ra rằng các electron sở hữu các đặc tính giống như sóng.
