Bohr ble utdannet ved Københavns Universitet i 1911 etter å ha tatt en doktorgrad om elektroner i metaller. Han mottok et stipend fra Carlsbergfondet som han brukte til å reise til University of Cambridge for å arbeide med Joseph John Thomson, elektronets oppdager og fremdeles ledende i dette feltet. Der møtte han Ernest Rutherford og flyttet tidlig året etter til hans gruppe i Manchester. Allerede om sommeren var han opptatt med å utforske egenskapene til Rutherfords atommodell. I de følgende månedene utviklet han sin egen teori for atomets struktur som ble publisert i 1913. Denne beskrivelse er senere blitt kjent som Bohrs atommodell.