Pod koniec XIX w. do badań właściwości promieniowania ciał radioaktywnych włącza się Ernest Rutherford, testuje właściwości promieniowania podane przez Becquerela. W latach 1896, 1898 odkrył, że promieniowanie emitowane przez materię ma różnych charakter, to niosące ładunek elektryczny dodatni nazwał promieniowaniem alfa, a niosące ładunek ujemny promieniowaniem beta. Po odkryciu przez promieniowania, na które nie działa pole elektryczne i magnetyczne, Rutherford nazywa je promieniowaniem gamma.
W 1900 roku Becquerel zmierzył stosunek masy do ładunku (m/e) dla cząstek beta, odkrył, że stosunek ten jest identyczny jak dla elektronu Thomsona, zasugerował w związku z tym, że cząstka beta jest elektronem.
W 1902 r. Ernest Rutherford i jego student Frederick Soddy odkryli, że promieniotwórczość wywołuje przemianę pierwiastków, a powstający pierwiastek ma mniejszą liczbę atomową od promieniującego .