欧内斯特·卢瑟福(1871～1937)是新西兰人，不过他的研究生涯是在加拿大和英国度过的。柏克勒尔发现放射性物质以后，居里夫妇、卢瑟福等不少科学家都被吸引到这个王国中来。所不同的是，居里夫妇是沿着柏克勒尔的道路，去寻找其他的放射性物质，而卢瑟福却要弄清铀和镭等放射性物质发出的射线到底是什么东西。
1899年，卢瑟福发现放射性的物质至少放出两种射线，他用两个希腊字母把这两种射线命名为。α射线和β射线。1902年，他和他的学生索迪提出了原子自然蜕变理论。他们认为：放射性现象是原子自行蜕变的过程，而在原子蜕变过程中，一种元素的原子可以转变成另一种元素的原子，同时放射出α粒子和β粒子。卢瑟福这个关于微观粒子的理论，揭开了物理学史上新的一页。
卢瑟福还有不少贡献，他在世界上第一次人为地分裂了一个原子；并且还预言了中子的存在。由于他对放射性现象的深入研究，于1908年获得了诺贝尔化学奖。