Дж. Томсон у 1897 році відкриває першу елементарну частинку, що входить до складу атома, - електрон. Ефект радіоактивності досліджувади А. Беккерель, П. Кюрі та М. Склодовська-Кюрі. Німецький фізик М. Планк і датський фізик Н. Бор своїми відкриттями започаткували новий розділ фізики – квантову механіку.
У 1901 році Планк встановив, що енергія виділяється не суцільним потоком, а окремими пучками – квантами. У 1913 році Бор доповнив планетарну теорію атома англійського фізика Резерфорда і ввів поняття про стрибкоподібний рух електрона з однієї орбіти на іншу і про зміну структури атома, який отримує або забирає квант енергії.
Російський фізик О. Столєтов досліджував фотоелектричні явища, що використовувалися для створення електронної техніки.