A teoria atômica de Rutherford era que um átomo tinha um núcleo positivo central com elétrons negativos orbitando-o. Ele desenvolveu essa teoria com seu experimento com folha de ouro.
O experimento de folha de ouro de Ernest Rutherford envolveu um emissor de partículas, uma tela de detecção redonda com uma fenda e um pedaço de folha de ouro no meio. A tela de detecção continha sulfeto de zinco para permitir que Rutherford detectasse a presença de partículas depois que elas passassem pela folha de ouro filtrada. Por meio desse experimento, Rutherford determinou que a grande maioria das partículas que ele disparou na folha de ouro passou direto por ela. Apenas cerca de um em 8.000 foi desviado para a tela de detecção ao redor. Como resultado, Rutherford criou uma teoria que afirmava que a maior parte de um átomo era um espaço vazio. Isso fazia mais sentido, pois explicava por que tão poucas partículas atingiam a folha de ouro. O ângulo de deflexão das partículas também mostrou que provavelmente havia um forte núcleo carregado positivamente no meio do átomo com partículas carregadas negativamente circulando em torno dele. Rutherford vinculou esse movimento à órbita dos planetas ao redor do sol. O modelo atômico de Bohr mais tarde substituiu o modelo de Rutherford.