Le physicien britannique J.J. Thomson (1856-1940) a été le premier à offrir des preuves d'expérimentation scientifique montrant que l'atome n'était pas l'unité de base et indivisible de la matière qu'on pensait auparavant. Les expériences de Thomson avec les rayons cathodiques l'ont amené à découvrir l'électron , la particule chargée négativement de l'atome. Se référant à l'origine à sa particule nouvellement découverte comme à un « corpuscule », Thomson a rendu ses découvertes publiques le 30 avril 1897 lors d'une conférence donnée à la Royal Institution.
La première preuve d'isotopes d'un élément non radioactif est également attribuée à Thomson. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1906 pour la découverte de l'électron et pour ses travaux sur la conduction de l'électricité à travers les gaz. Thomson a découvert la radioactivité naturelle de l'élément potassium en 1905 et il a démontré que l'atome d'hydrogène ne contenait qu'un seul électron en 1906.
Thomson avait également une théorie de ce que l'on appelait le "modèle du pudding aux prunes", qui postulait que les électrons gravitaient dans une mer de charge positive. Cette théorie s'est révélée plus tard incorrecte par son étudiant, Ernest Rutherford, qui a décrit la charge positive d'un atome comme étant plutôt concentrée dans son noyau.
Une autre contribution de Thomson à la science a été son rôle d'enseignant doué. Des prix Nobel ont été remportés par sept de ses assistants de recherche. Le fils de Thomson, George Paget Thomson, a remporté le prix Nobel de 1937 pour avoir montré que les électrons possèdent des propriétés ondulatoires.
