关于物质是由许多微小的、单个的粒子组成的论说，早在远古时代哲学家们就已经提出了。公元前5世纪，我国著名哲学家墨翟就指出：物质到了没有一半的时候，就不能斫开它了。物质如果没有可分的条件，那就不能分了。一切物质都是由最小的单位“端”组成的。同时，希腊哲学家德谟克利特认为：宇宙万物皆由大量的极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成。他称这些粒子为原子。
18世纪末，随着工业革命的发展，对物质化学成分和化学反应过程的研究只有深入到物质结构领域，才能进一步获得成效。英国科学家道尔顿（Dalten 1766—1844）把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了重要的基础。恩格斯曾誉称他为“近代化学之父”。
道尔顿一生勤奋好学，认真进行科学实验，自制简单的气压计、温度计等仪器，分析从乡村、城市、高山、深谷等地收集到的空气样品。虽然他不是一位分析化学家，但是他却从自己的实验结果中得出所有来自不同地方的空气组成都是一致的结论。他向自己提出这样的问题：水和油混合后，油比较轻，浮在上层，水较重，沉在下面。而为什么空气中不同轻重的气体能够均匀混合呢？他认为这是由于空气不停地流动，从一个地方流向另一个地方的缘故。由此，他想到了古代自然哲学中物质组成的原子说。经过他不断的实验探索，1803年提出原子论：①元素的最终组成称为简单原子，它们是不可见的，是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。②同一元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同，不同种元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。每一种元素以其原子的质量为其最基本的特征。③不同元素原子以简单数目的比例相结合，就形成化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其形状、质量和性质也必然相同。尽管道尔顿的原子论的观点有多处不妥之处，但正是它使化学带入了一个新的时代。
