Il modello atomico di Thomson anche detto modello a panettone dell'atomo proposto da Joseph John Thomson, che scoprì l'elettrone nel 1897, fu proposto nel 1904 prima della scoperta del nucleo atomico. In questo modello, l'atomo è costituito da una distribuzione di carica positiva diffusa all'interno della quale sono inserite le cariche negative. Nel complesso l'atomo è elettricamente neutro.
Il nome "a panettone" deriva dal fatto che le cariche negative sono inserite all'interno della distribuzione di carica positiva come i canditi in un panettone.
Il modello fu confutato dall'esperimento di Geiger e Marsden nel 1909, interpretato da Ernest Rutherford nel 1911 che propose un proprio modello atomico alternativo nel quale la carica positiva era concentrata in un nucleo.
Henry Moseley nel 1913 mostrò che la carica nucleare era molto simile al numero atomico, successivamente Antonius Van den Broek suggerì che il numero atomico corrisponde alla carica nucleare. Infine Niels Bohr propose il modello atomico che porta il suo nome, nel quale un nucleo che contiene delle cariche positive è circondato da un ugual numero di elettroni negli orbitali atomici.
Thomson affermava che gli elettroni erano liberi di ruotare all'interno della carica positiva. Queste orbite erano stabilizzate nel modello dal fatto che quando un elettrone si allontanava del centro della nuvola di carica positiva sentiva una maggiore attrazione verso il centro a causa della presenza di una maggiore carica positiva all'interno della sua orbita (una conseguenza della legge di Gauss). Inoltre gli elettroni potevano ruotare in anelli che erano ulteriormente stabilizzati dalle interazioni tra gli elettroni, e gli spettri di emissione delle varie sostanze erano riconducibili alle differenze di energia delle diverse orbite degli anelli.
Vedi modello atomico di Dalton