原子的结构是指原子的组成以及部分的搭配和安排。1901年法国物理学家佩兰提出结构模型，认为原子的中心是一些带正电的粒子，外围是一些绕转着的电子，电子绕转的周期对应于原子发射的光谱线频率，最外层的电子抛出就发射阴极射线。

原子非常小，以碳原子为例， 其直径约为140pm，但通常以半径记录，在以毫米为单位的情况下，直径为1.4X10^-7mm，是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的，这些电子绕着原子核的中心运动，就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。原子核的最新研究表明，原子核中的质子或中子可能由内外两种平衡力构成的球型振动能量层。利用此原理可以利用不同大小的能量堆层构造出各种各样比较稳定的原子核。

从英国化学家和物理学家道尔顿创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆生发现了电子的存在。通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。