O modelo atômico de Rutherford é baseado no experimento da dispersão de partículas alfa por uma fina folha de ouro. Neste experimento, Rutherford observou que a maioria das partículas alfa atravessava a folha de ouro sem sofrer desvio, porém algumas sofriam desvios consideráveis e algumas até mesmo voltavam na direção de onde tinham vindo.
A interpretação dos resultados do modelo atômico de Rutherford levou à conclusão de que o átomo é composto por um núcleo muito pequeno, denso e carregado positivamente, no qual estão localizadas as partículas nucleares (prótons e nêutrons). Em torno deste núcleo giram os elétrons, ocupando a maior parte do espaço do átomo.
Essa descoberta revolucionou a compreensão da estrutura atômica e contribuiu para o desenvolvimento de modelos posteriores, como o modelo atômico de Bohr, que introduziu a ideia de níveis de energia e órbitas eletrônicas.