Trong mô hình Bohr của cấu trúc một nguyên tử, đưa ra bởi Niels Bohr vào năm 1913, electron quay quanh một nhân chính giữa. Mô hình nói rằng electron chỉ quay quanh ở một khoảng cách nhất định từ hạt nhân, tùy thuộc vào năng lượng của chúng. Trong đơn nguyên tử hydro đơn giản nhất, một electron đơn quay quanh hạt nhân và quỹ đạo nhỏ nhất có thể của nó, với năng lượng thấp nhất, có một bán kính quỹ đạo gần bằng bán kính Bohr. (Nó không phải chính xác là bán kính Bohr do khối lượng rút gọn. Chúng khác nhau khoảng 0.1%.)

Mặc dù mô hình Bohr không còn được sử dụng, bán kính Bohr vẫn còn rất hữu ích trong tính toán vật lý nguyên tử, do một phần nó đơn giản mối quan hệ với các hằng số cơ bản khác. (Đây là lí do tại sao nó được xác định bằng khối lượng electron thực, chứ không phải việc giảm khối lượng như trên.) Ví dụ, nó là đơn vị của độ dài trong đơn vị nguyên tử.

Một khác biệt quan trọng là bán kính Bohr cho vị trí của biên độ xác suất tối đa, chứ không phải khoảng cách đến tâm dự đoán. Khoảng cách đến tâm dự đoán thực sự lớn hơn 1.5 lần bán kính Bohr, như là một kết quả của sự hạ xuống nhẹ của hàm sóng đến tâm.