當人們證明α粒子和β粒子都是帶電粒子，並且都是從原子內部輻射出來的粒子後，那麼，很自然地會提出，輻射出的粒子是否會引起原子內部的變化呢？1900年，居裏夫婦在證實β粒子是帶負電的粒子時，他們想，由於鐳不斷輻射粒子，其能量是怎樣變化的呢？他們認為，鐳由於不斷釋放出具有一定動能的負電粒子，必然要消耗鐳的勢能。
放射性物質，比如鐳和鈾，總是向外輻射能量，那它的能量來源於何處呢？克魯克斯曾設想，每個放射性鈾原子內存在著一種機製，它能從周圍運動得較快的氣體分子吸收過剩的熱運動能量，並轉化為自己的輻射能。但是，德國的一些科學家反對這樣的說法，他們認為，放射性原子是不穩定的，是處於元素演化過程中的原子，它的能量不可能從外部得到，而是它自身內部具有的，它通過釋放出能量而從不穩定的結構轉變為穩定的結構。
盧瑟福和索迪提出的嬗變理論認為，既然這些微觀粒子是從原子內部輻射出來的，其能量也應從原子內部輻射出來。
像所有的革命性事件一樣，盧瑟福的嬗變理論也受到了當時一些保守人士的反對。由於元素可以轉化的觀點對舊觀點是一場無情的革命，它遭到了包括建立元素周期律的俄國化學家門捷列夫等保守人土的尖銳批評。在建立元素周期表之初，門捷列夫曾認為，元素是可以分解和轉化的。但是，後來門捷列夫的認識發生了變化。當麵對19世紀90年代不斷出現一些新的實驗成果時，門捷列夫卻提出了一種保守的看法，他認為，“承認原子可以分解為‘電子’隻會使事情複雜化”。
與門捷列夫相似的是，開爾文勳爵也對新的實驗現象提出了一些保守的看法。1903年，他表示不同意盧瑟福的觀點，盧瑟福認為放射性物質所輻射的能量來自於原子內部。1906～1907年，開爾文在英國科學促進會的兩次年會上，公開向元素嬗變理論提出挑戰。他認為，從鐳所產生的鉛和氦的現象並不能說明原子發生了嬗變，因為“鐳不是元素”，鐳本身可能就是由4個氦原子和1個鉛原子構成的化合物。同樣，他也不同意輻射來自於原子的嬗變。對開爾文的這些觀點，盧瑟福後來曾把他自己與開爾文的爭論說成是一場“遭遇戰”。
開爾文勳爵是一個著名的物理學家。19世紀中葉，在熱力學的發展中，開爾文做出了重要的貢獻。開爾文還將熱力學理論運用於地球科學的研究中。1862年，開爾文從能量守恒定律出發，把地球半徑不斷收縮看作是地球熱量的來源。
借助適宜的熱量值，他計算出了地球的年齡。假如地球是從一塊熾熱物質開始不斷冷卻，並凝縮到現在的狀態，大約花了2億年。到1899年，他又修正了這個值，應為2000萬～4000萬年。然而，這個結果與地質學家和古生物學家們的研究結果相差很大。地質學家根據地質演化，生物學家根據古生物化石材料，他們認為地球和地球上的生物存在時間遠遠超過了開爾文的計算結果。對於地球年齡的測算問題，當時引起了很大的爭論。
由於元素嬗變理論的建立，盧瑟福借此發現，地球內部放射性物質的嬗變釋放出的巨大能量，對地球的熱平衡產生了極大的作用。盧瑟福的看法為解決開爾文與地質學家的爭論找到了一條新的出路。
盧瑟福由於在放射性物質研究上的突出成就而獲得了1908年度的諾貝爾化學獎。獲獎之後，盧瑟福的研究仍不斷擴展，在原子物理學和原子核物理學研究上取得了極大的成果。為此他在1914年被授予爵士，1925年又被選為英國皇家學會會長。1931年他成了貴族，接受了納爾遜（他的家鄉）男爵的封號。這是很難得的榮譽。1937年10月19日，盧瑟福去世，他被安葬在威斯敏斯特大教堂，緊靠著牛頓的墓。
盧瑟福被公認為20世紀最傑出的科學家之一。由於盧瑟福是一個性格外向的人，是一個不很謙虛的人，有一次，他的同事對他講，你有一種不可思議的能力，總是處在科學研究的“浪尖”上。對此，盧瑟福馬上就說：“說得很對，為什麼不這樣？不管怎麼說，是我製造了波浪，難道不是嗎？”是的，幾乎沒有人不同意盧瑟福這個自我評價。