物质由不可分割的原子组成，也就是由化学元素组成。当时他们虽然不知道原子是什么，但可依据它们的性质分门别类，19世纪中晚期，由约翰·纽兰兹和门得列夫根据他们的性质，制成元素周期表。19世纪时，许多科学家如菲涅耳、夫朗和斐等，试图解释光谱线的现象，使得光物理学和原子物理结合在一起。到了19世纪末，许多物理学家提出解释黑体辐射与原子光谱的理论，其中最有名的是波耳解释氢原子光谱的玻耳模型。但是玻耳模型的适用范围较窄，无法解释如光电效应、康普顿效应和太阳光谱线的缺陷等，最终产生全新的物理理论：量子力学。