El desarrollo de la energía nuclear tiene varios hitos en la historia. El primero que podemos destacar es aquel que protagonizó en el año 400 a.c. el filósofo griego Demócrito: consideró que la materia estaba formada por partículas diminutas que no podían ser divididas y las llamó “átomos” (palabra que en griego antiguo significaba “indivisible”). A partir de esto, Demócrito desarrolló la teoría atómica del universo.
En 1896, Henri Becquerel tomó un cristal de Pechblenda (mineral que tiene uranio) y lo puso sobre una placa fotográfica; luego lo envolvió con un papel negro y colocó el paquete cerca de una ventana bajo la luz solar. Al otro día se encontró con que la placa estaba velada.
Los días siguientes estuvieron nublados pero la placa –guardada en un cajón- se velaba igual: había descubierto una nueva propiedad de la materia, la radiactividad.

Pierre y Marie Curie profundizaron las investigaciones de Becquerel sobre la pechblenda y descubren que emite más radioactividad que el propio uranio. Descubrieron además el radio y el polonio.
A lo largo de la historia existieron varios tipos de modelos atómicos -la representación estructural de un átomo- para intentar explicar su comportamiento y propiedades. 
Algunos de dichos modelos fueron el de Thompson, el de Rutherford y el de Niels Bohr. Este último, en 1913, revolucionó los planteos anteriores. 
Sigue el surgimiento de la teoría de la mecánica cuántica, que vino a solucionar los errores que existían en la teoría de Bohr. Esta fue la obra conjunta de varios físicos y matemáticos que trabajaron en la primera mitad del siglo XX: Schrödinger, Heisenberg, Einstein, Dirac, Bohr y Von Neumann. Esta teoría fue adoptada por muchos campos, incluyendo la química cuántica y la física de partículas.