El modelo atómico actual, desarrollado principalmente por Schrödinger y Heisenberg, se basa en la mecánica cuántica. De ahí que se conozca como modelo mecánico cuántico. 

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La aportación de Schrödinger al modelo actual se fundamenta en la hipótesis de De Broglie, que propuso la dualidad onda-corpúsculo. A partir de esta dualidad fue cuando Schrödinger propuso la ecuación de onda, que incorpora las condiciones que debe cumplir cada electrón para que el átomo sea un sistema estable. 

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Heisenberg introduce con su modelo el principio de incertidumbre en los orbitales de electrones que rodean al núcleo atómico. El principio de incertidumbre de Heisenberg indica que no es posible conocer con certeza la posición y el momento lineal de un electrón al mismo tiempo. En su modelo se incorpora el concepto de orbital (región del espacio alrededor del núcleo en la que existe gran probabilidad de encontrar un electrón con una energía determinada) en sustitución del de órbita. 

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Otros científicos que han influido en el modelo atómico actual son Paul Dirac y Pascual Jordan, incorporando correcciones relativistas al modelo de Schrödinger e introduciendo el cuarto número cuántico, el spin (s). Por otra parte, también Wolfgang Ernst Pauli, con su principio de exclusión que se complementa con la regla de Hund, principio empírico formulado por Friedrich Hund.

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Los principales postulados del modelo atómico actual son los siguientes:

• El electrón se caracteriza por su masa, por su spin y por ser la partícula portadora de carga negativa elemental.

• Los electrones tienen comportamiento dual, de onda-partícula simultáneo, pero dependiendo de su energía y de la escala del fenómeno puede ser más preponderante uno que el otro.

• La función de onda determina las regiones permitidas para el electrón. El cuadrado de esta función es la densidad de probabilidad de encontrar el electrón en una determinada posición.

• El spin se incorpora en el modelo atómico mediante el principio de exclusión de Pauli. De esta manera, un mismo estado caracterizado por los números cuánticos n, l y m de la ecuación de Schrödinger, puede estar ocupado a lo sumo por dos electrones con spin contrario. De esta forma el spin pasa a ser el cuarto número cuántico.

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