阿尔法粒子散射是用α粒子轰击金箔，发现绝大多数α粒子的被金原子散射的偏向很小，但少数的偏向角很大甚至大于90度。

他们由此推断，金原子内大多数空间是空的，大部分质量和正电荷集中在很小的核上。大部分α粒子从空的部分穿过，偏向角大于90度的是因为撞上了核被反弹回来。

这个实验推翻了约瑟夫·汤姆生认为原子内正负电荷在空间均匀分布的“均匀原子核模型”。为建立现代原子核理论打下基础。