Przez długi czas od wprowadzenia pojęcia atomu sądzono, że jest on fundamentalnym elementem składowym materii i nie ma struktury wewnętrznej. Poglądy na ten temat zmieniły się dopiero w XIX wieku, kiedy pierwsze doświadczenia zaczęły przemawiać na rzecz złożonej natury atomu.

Pod koniec XIX wieku brytyjski fizyk, J.Thomson przeprowadzając eksperymenty z wykorzystaniem promieni katodowych, uzyskanych w lampach wyładowczych stwierdził, że poruszają się one z prędkością dużo mniejszą niż prędkość światła. Założył więc, że muszą to być korpuskuły. W 1897 roku wykazał, że rozmiary tych cząstek są dużo mniejsze od rozmiarów atomów. Udało mu się nawet wyznaczyć stosunek ładunku tych cząstek do ich masy. Udało się to dzięki analizie ruchu tych cząstek w polu magnetycznym. W ten sposób doszło do odkrycia elektronu i obalenia teorii o niepodzielności atomu.

Thomson nie wyznaczył jednak dokładnego ładunku cząstki. Po raz pierwszy udało się to S. Townsendowi. Otrzymana wielkość była tylko przybliżoną wartością ładunku. Dodatkowo nie wiązano tego odkrycia z elementarnym ładunkiem elektrycznym.

Tak naprawdę dokładny ładunek elektronu wyznaczył dopiero R. Millikan, amerykański fizyk. Za to odkrycie został uhonorowany Nagrodą Nobla.

Przeprowadził on eksperyment z wykorzystaniem kropel oleju wytwarzanych przy pomocy rozpylacza. Krople te obdarzone były ładunkiem elektrycznym i poruszały się w polu grawitacyjnym między dwiema płytkami. Mierząc prędkość spadku swobodnego kropel uczony uzyskał ich masę. W celu wyznaczenia ładunku zgromadzonego na kroplach, Millikan przykładał do płytek różnice potencjałów i obserwował ich ruch w dwóch polach: grawitacyjnym i elektrycznym. Okazało się, że krople naładowane są różnym ładunkiem. Zawsze jednak różnią się o pewna charakterystyczną wartość lub jej wielokrotność. Badacz doszedł do wniosku, że jest to właśnie poszukiwany ładunek elementarny. Wynosi on 00031340.gif. Późniejsze doświadczenia wielokrotnie potwierdziły obserwacje Millikana.

Znając ładunek w następnym kroku ze stosunku q/m wyznaczonego przez Thomsona można było obliczyć dokładną masę elektronu. Jest ona około 1840 razy mniejsza od masy protonu czy neutronu i wynosi około 00031341.gif. 

Badania końca XX wieku przyniosły informacje, że istnieją w przyrodzie cząstki o ładunku mniejszym niż ładunek elektronu. Są to kwarki. Niektóre z nich mają ładunek równy 2/3 jednostki ładunku elektrycznego, inne -1/3. Jednak nigdy nie występują one samodzielnie, a ładunek tworzonych przez ni cząstek jest zawsze całkowitą wielokrotnością ładunku elementarnego.