Hij stelde zijn atoomtheorie in de vroege jaren 1800 voor, die de volgende postulaten omvatte:

* Materie bestaat uit kleine, ondeelbare deeltjes die atomen worden genoemd.

* Atomen van een bepaald element zijn identiek in grootte, massa en chemische eigenschappen.

* Atomen van verschillende elementen hebben verschillende eigenschappen.

* Chemische reacties omvatten de combinatie, scheiding of herschikking van atomen.

Hoewel het model van Dalton een belangrijke stap voorwaarts was in het begrijpen van materie, werd het later herzien en uitgebreid naarmate wetenschappers meer ontdekten over de structuur van het atoom. We weten nu dat atomen niet alleen solide ballen zijn, maar hebben een complexe interne structuur met een kern die protonen en neutronen bevat, en elektronen die rond de kern zijn.