Największym odkryciem Nielsa Bohra był model atomowy. Model Bohra pokazuje atom jako dodatnio naładowane jądro otoczone przez orbitujące elektrony. Bohr odkrył również, że elektrony przemieszczają się wokół jądra w wyraźnych, koncentrycznych orbitach.
Model atomowy Bohra przyczynił się znacznie do rozwoju bomby atomowej. Jego badanie elektronów stanowiło podstawę mechaniki kwantowej, teorii fizyki związanej z relacją między energią i materią. Bohr otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1922 r. Za pracę nad strukturą atomową i promieniowaniem. Instytut Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze został nazwany na jego cześć.