A Enciclopédia Britânica explica que um diagrama de Bohr para o íon estável é um diagrama no qual o núcleo é colocado no centro e os elétrons orbitam o núcleo de acordo com quanta de energia discreta. O problema de estabilidade para diagramas atômicos foi resolvido por Bohr por ter elétrons orbitando em camadas quantizadas.
No início do século 20, experimentos foram realizados para determinar a estrutura do átomo. Os experimentos de Rutherford mostraram que o modelo anterior de "pudim de ameixa" proposto por J. J. Thomson estava incorreto. Este experimento envolveu o lançamento de partículas alfa (núcleos de hélio) em uma folha fina de folha de ouro. Se o modelo do pudim de ameixa estivesse correto, essas partículas deveriam ter passado direto pela folha de ouro. No entanto, as partículas alfa voltaram da folha de ouro e mostraram que toda a carga positiva de um átomo deve ser condensada em um pequeno núcleo no centro do átomo.
No entanto, o modelo inicial de Rutherford era instável se considerado apenas a física clássica. Na física clássica, os elétrons em órbita teriam que emitir energia constantemente. Eventualmente, os elétrons perderiam tanta energia que iriam se chocar contra o núcleo. Em vez disso, Bohr teorizou que, devido aos efeitos quânticos, os elétrons só poderiam ter certos níveis e órbitas de energia discretos.