Il fisico britannico J.J. Thomson (1856-1940) fu il primo ad offrire prove scientifiche dimostrando che l'atomo non era l'unità base e indivisibile della materia che si pensava fosse. Gli esperimenti di Thomson con raggi catodici lo portarono a scoprire l'elettrone , la particella carica negativamente dell'atomo. Originariamente riferendosi alla sua particella appena scoperta come un "corpuscolo", Thomson rese pubbliche le sue scoperte il 30 aprile 1897 durante una conferenza tenuta alla Royal Institution.
Anche la prima prova per gli isotopi di un elemento non radioattivo è accreditata a Thomson. Fu insignito del Premio Nobel per la fisica nel 1906 per aver scoperto l'elettrone e per il suo lavoro nella conduzione dell'elettricità attraverso i gas. Thomson scoprì la radioattività naturale dell'elemento potassio nel 1905 e dimostrò che l'atomo di idrogeno conteneva solo un singolo elettrone nel 1906.
Thomson aveva anche una teoria di quello che era conosciuto come il "plum pudding model", che postulava che gli elettroni orbitavano all'interno di un mare di carica positiva. Questa teoria fu in seguito dimostrata non corretta dal suo allievo, Ernest Rutherford, che descrisse invece la carica positiva di un atomo come concentrata nel suo nucleo.
Un altro dei contributi di Thomson alla scienza era il suo ruolo di insegnante dotato. I premi Nobel sono stati vinti da sette dei suoi assistenti di ricerca. Il figlio di Thomson, George Paget Thomson, ha vinto il premio Nobel del 1937 per aver dimostrato che gli elettroni possiedono proprietà simili a quelle delle onde.
