Rutherford foi um dos físicos experimentais mais relevantes da física nuclear. Por meio do desvio magnético, conseguiu demonstrar que a radiatividade é composta por pelo menos três elementos: os raios positivos ou alfa, os negativos ou beta e os gama, impossíveis de desviar. Em 1902, chegou à conclusão de que os elementos radiativos desagregam-se numa série de componentes, postulando a lei da decomposição atômica. O tempo de que precisa uma substância radiativa para se dividir em duas passou a denominar-se "tempo de valor médio". Por estas e outras descobertas, recebeu em 1908 o Prêmio Nobel de Química. Em 1911, desenvolveu um modelo atômico que o levou a descrever o átomo como um núcleo denso ao redor do qual giram os elétrons, tese que seria mais tarde aperfeiçoada por Niels Bohr. Em 1919, conseguiu a primeira reação nuclear criada artificialmente. Em 1931, foi nomeado membro da Câmara dos Lordes.