盧瑟福1871年8月30日生於新西蘭，獲得新西蘭大學學士和碩士學位，1895年，獲劍橋大學第一批研究生獎學金，同年入卡文迪許實驗室，成為湯姆生的研究生，1919年，應邀到劍橋接替退休的湯姆生，擔任卡文迪許實驗室主任，1925年當選為英國皇家學會主席。盧瑟福對於放射性的研究，開拓了原子核物理學和原子物理學的新領域。1909年，盧瑟福從α粒子的散射實驗得出原子的有核模型。盧瑟福是原子時代偉大的科學家。
19世紀三大發現的出現使整個科學界震驚了：1895年，德國物理學家倫琴發現了X射線，同一年，法國物理學家貝克勒爾發現了天然放射性；1897年，英國物理學家湯姆生發現了電子。這些偉大發現激勵了盧瑟福，使他決心對原子結構進行深入研究。
盧瑟福對科學的重要貢獻主要有三方麵。第一方麵是關於放射性的研究。繼1898年貝克勒爾發現放射性現象後不久，盧瑟福發現了鈾放射性輻射的不同成份α輻射和β輻射。1900年提出了重元素自發衰變理論。1904年總結出放射性產物鏈式衰變理論，奠定了重元素放射係元素移位的基本原理。他的發現打破了元素不會改變的傳統觀念，使人們對物質結構的研究進入了原子內部的深層次，盧瑟福為開辟一個新的學科領域及原子核物理做了開創性工作。由於他“在元素蛻變及其放射化學方麵的研究”而榮獲1900年度諾貝爾化學獎。第二方麵是1911年提出了原子的有核結構模型。1908年盧瑟福用實驗證明了C粒子就是氦離子。此後，他通過C粒子被物質散射的研究，從理論和實驗上無可辯駁地論證了原子的有核結構模型，從而把原子結構的研究引向正確的軌道。因此，他被譽為“原子物理學之父”。以上兩條詳見“放射性的發現及放射現象的研究”、“對原子結構的認識過程”條目。1919年人工核反應的實現是盧瑟福的第三項重大發現。這一發現過程可以作為盧瑟福科學方法與作風的典型例證之一。1915年，他的學生馬斯登（Marsden，1889～1970年）發現用C粒子轟擊空氣時出現一些粒子，它們具有不尋常的長射程。盧瑟福決心利用業餘時間長期而耐心地搞清楚這些粒子到底是N、He、還是H原子、Li原子？他設計了一個實驗裝置，並精心研究了整整三年，終於於1919證明：這是α粒子轟擊N之後使之衰變放出了氫原子核。這一裝置的成本極為低廉，但用顯微鏡觀察屏上閃爍的工作極為艱苦！這一實驗的成功引起了一場熱烈爭論，最後以雲室照片證明了盧瑟福的正確而告終。這標誌著人類第一次實現了改變化學元素的人工核反應。古代煉金術士轉化元素的夢想終於變成了現實！
盧瑟福於1899年用強磁場作用於鐳發出的射線，他發現，射線可以被分成三個組成部分。他把偏轉幅度小的帶正電的部分叫α射線，把偏轉幅度大的帶負電的部分叫β射線，第三部分在磁場中不偏轉，且穿透力很強，他稱之為r射線。1903年，盧瑟福證實射線是與元素氦質量相同的正離子流（氦核），射線則是帶負電的電子流。盧瑟福把射線也稱為粒子，他進一步用實驗證明，射線打擊到塗有硫化鋅的熒光屏上，就會發出閃光。因此，他利用這一現象製成了可以觀測粒子的閃爍鏡。盧瑟福進一步對放射線的穿透力進行研究，他發現，大部分粒子都可以穿透薄的金屬箔，這些粒子在金屬箔中“如入無人之境”，可以大搖大擺地通過。這一現象說明，固體中原子間並不是密不可分的，排列並不緊密，內部有許多空隙，所以粒子可以穿過金屬箔而不改變方向。實驗發現，也有少數粒子穿過金屬箔時，好像被什麼東西擠了一下，因而行動軌跡發生了一定角度的偏轉。還有個別的粒子，好像正麵打在堅硬的東西上，完全反彈回盧瑟福在實驗室來。根據以上粒子穿過金屬箔的實驗現象（這個實驗被稱為粒子散射實驗），盧瑟福設想，原子內部一定有一個帶正電的堅硬的核，粒子碰到核上就會被反彈回來，碰偏了就會改變方向，發生一定角度的偏轉，而原子的核占據的空間很小，所以大部分粒子還是能穿過去。他根據這一假定計算出原子核半徑約為3×10-12厘米，而原子的半徑為1.6×l0-8厘米。