1896年初，伦琴发现Ｘ射线不久之后，在法国科学院的一次例会上，法国科学家彭加勒向人们展示了这个发现，并且提出了一个猜想：既然阴极射线在放出Ｘ射线时有荧光出现，那么说明Ｘ射线与荧光物质有关，而许多荧光物质是在阳光照射下才会发光的，那么，是不是所有的荧光物质在太阳光下都能放出类似伦琴射线那样的射线呢？
彭加勒的这番话，引起了在座科学家的研究热情，不少科学家都打算一探究竟，其中包括法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔。会议结束后，贝克勒尔就急忙赶回自己的实验室，和他的科学家父亲一起来设计实验验证彭加勒的猜想。
贝克勒尔取来一瓶叫硫酸钾铀的荧光物，仿照伦琴检验Ｘ射线的方法，把一张照相底片用黑纸包得严严实实，再把荧光粉倒在纸包上，然后放在阳光下曝晒。过了一会儿，他急匆匆钻进暗室去冲胶片，冲出胶片后果然看到上面竟有一团黑影，难道这就是伦琴射线吗？父子俩一连又试了两天，都一一应验。于是，当年的2月24日，贝克勒尔向法国科学院报告了他的发现：只要阳光照射荧光物就会发出类似x射线的射线。
法国科学院让贝克勒尔做好准备，在下一次例会上做报告。为了更好地准备报告，贝克勒尔决定多做几次试验。可是没想到，一天几天都是阴天，没有阳光，试验没法继续进行下去。
好不容易贝克勒尔等来了阳光的出现，他取出原材料正要再次进行试验时，忽然产生了一个念头：这些胶片用黑纸包着放在抽屉里这么多天了，会不会漏光呢？不如先冲洗出来看一下。于是他把底片冲洗了出来。这时，他有了惊人发现：底片感光了，其中一张底片上还有把钥匙的图影。他想起那天放底片时顺手在纸包上压了一把钥匙，硫酸钾铀是放在桌面上的，这说明它不用阳光也能放出类似x的射线。这真是个惊人的发现。
在3月2日的科学院例会上，贝克勒尔激动地宣布了这个新发现。后来，贝克勒尔又精心设计并做了一系列实验。发现只要化合物里含有铀元素，就会放出这种神奇的射线，他把这种射线称为“铀射线”。于是，在1896年5月18日的科学院例会上，贝克勒尔宣布：含铀的物质会自发放出射线，这种射线的强度不受任何物理上或化学上的原因的影响而变化。
贝克勒尔的这一重大发现，和伦琴发现的X射线一起，吹响了人类向原子时代进军的号角。1903年，发现放射性元素铀的贝克勒尔和随后发现放射性元素钋、镭的居里夫妇一起获得了当年的诺贝尔物理学奖。
令人惋惜的是，当时科学家们并没有认识到放射性物质的危害性，贝克勒尔也因为成天跟放射性物质打交道而让健康受损，在1908年去世，他是第一位因研究反射性物质而献出生命的科学家。