โครงสร้างของอะตอมจะมีนิวเคลียสอยู่ตรงกลางโดยนิวเคลียสจะประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน  โดยนิวเคลียสจะมีประจุเป็นบวก และมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบๆนิวเคลียสโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะมีการเคลื่อนในหลายระดับพลังงานและ อิเล็กตรอนยังเคลื่อนที่สลับไปสลับมาระหว่างระดับพลังงานได้ด้วย อย่างไรก็ตามได้มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนให้ข้อมูลโครงสร้างของอะตอมเอาไว้ ดังนี้

1. แบบจำลองของจอห์น ดอลตัน จอห์น ดอลตันเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เสนอทฤษฏีของอะตอมโดยการทดลองได้ข้อสรุปที่ว่า สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด เรียกว่า อะตอม อะตอมนี้เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดและไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกประการ ธาตุสามารถรวมตัวกันตั่งแต่สองตัวขึ้นไป การรวมตัวของธาตุเกิดเป็นสารประกอบ โดยอัตราการรวมตัวกันจะเป็นอัตราส่วนที่เป็นตัวเลขอย่างง่าย
2. แบบจำลองของทอมสัน ทอมสันเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการทดลองและค้นพบอิเล็กตรอนเป็นคนแรก และเป็นได้บอกว่าอะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม จากการที่ทอมสันค้นพบอิเล็กตรอนว่าเป็นส่วนประกอบของอะตอม จึงกล่าวว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่เล็กที่สุดแต่ อะตอมยังมีอนุภาคมูลฐานคือ อิเล็กตรอน โปรตอนและอนุภาคอื่นๆอีกด้วย อนุภาคของอิเล็กตรอนและโปรตอนจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในอะตอม และในอะตอมที่เป็นกลางจะมีอิเล็กตรอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นลบ เท่ากับจำนวนโปรตอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นบวก
3. แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด รัทเทอร์ฟอร์ดได้กล่าวว่า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนที่ค่าประจุบวกอยู่ตรงกลางของนิวเคลียส ทำให้นิวเคลียสมีประจุเป็นบวก และมีอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าประจุเป็นลบเคลื่อนที่อยู่รอบรอบนิวเคลียส แต่จากการทดลองพบว่าน้ำหนักของนิวเคลียสที่ได้นั้นมากกว่าน้ำหนักของโปรตอนแสดงว่าในนิวเคลียสจะต้องมีอนุภาคชนิดอื่นอยู่ด้วย แต่อนุภาคชนิดนั้นจะไม่มีค่าประจุ เรียกว่ามีค่าประจุเป็นกลาง และมีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตอนด้วย

1. แบบจำลองของนิวส์โบร์ นีลส์โบร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเรียงของอิเล็กตรอนในอะตอม โดยศึกษาเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอม ทำให้ทราบว่าภายในอะตอมมีการจัดระดับพลังงานเป็นชั้นๆ และในแต่ละชั้นก็จะมีอิเล็กตรอนอาศัยอยู่ และได้ทำการศึกษาต่อเพื่อหาดูว่าในแต่ละชั้นนั้นมีอิเล็กตรอนอาศัยอยู่กี่ตัว จากการทดลองนีลส์โบร์ได้สรุปว่า อะตอมจะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบๆนิวเคลียสเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะมีค่าพลังงานเฉพาะตัวที่แตกต่างกัน โดยอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะมีระดับพลังงานที่ต่ำที่สุด และอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้นระดับพลังงานก็จะสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยใช้สัญลักษณ์ว่า ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุด คือ n=1 ระดับพลังถัดไปคือ n=2,n=3,n=4 ,… หรือเรียกเป็นชั้นพลังงาน K,L, M, N ,O, P,…
2. แบบจำลองกลุ่มหมอก หลังจากที่นิวส์โบได้เสนอแบบจำลองอะตอมขึ้นมาก็ได้มีการทดลองและประมวลต่อมาอีกจนได้แบบจำลองอะตอมที่เรียกว่ากลุ่มหมอก โดยจะกล่าวว่าการที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสด้วยรัศมีที่ไม่แน่นอน มีใกล้และไกลต่างกัน เราจึงไม่สามารถระบุตำแหน่งที่ชัดเจนของอิเล็กตรอนได้และอิเล็กตรอนก็เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจนเหมือนกับอิเล็กตรอนอยู่ทั่วไปหมด เราเรียกบริเวณที่อิเล็กตรอนเคลื่อนทีว่า “กลุ่มหมอก” กลุ่มหมอกจะแยกชั้นตามระดับพลังงานของอิเล็กตรอนและจะมีรูปร่างที่ไม่แน่นอน ไม่เหมือนกัน อิเล็กตรอนจะมีการเคลื่อนที่เปลี่ยนระดับพลังงานได้