Terwijl oude Griekse filosofen zoals Democritus het idee van atomen voorstelden, was Dalton de eerste die een uitgebreide en wetenschappelijke theorie naar voren bracht op basis van experimenteel bewijs. Zijn theorie, gepubliceerd in 1808, omvatte belangrijke postulaten zoals:

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

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

* atomen kunnen niet worden gemaakt of vernietigd.

* Atomen combineren in hele nummerverhoudingen om verbindingen te vormen.

De atomaire theorie van Dalton bracht een revolutie teweeg in het begrip van materie en maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van moderne chemie.