Terwijl anderen belangrijke bijdragen voor hem hebben geleverd, was het werk van Dalton in de vroege 19e eeuw baanbrekend. Hij stelde de volgende belangrijke ideeën voor:

* alle materie bestaat uit atomen.

* atomen van een bepaald element zijn identiek in grootte, massa en andere eigenschappen.

* atomen kunnen niet worden gemaakt of vernietigd.

* Atomen van verschillende elementen combineren in eenvoudige gehele nummerverhoudingen om chemische verbindingen te vormen.

* In chemische reacties worden atomen herschikt, niet gemaakt of vernietigd.

De atomaire theorie van Dalton bood een eenvoudige maar krachtige verklaring voor veel chemische fenomenen, en het legde de basis voor toekomstige ontwikkelingen in atomaire fysica en chemie.