Początki naukowej teorii atomu thumb|Różne atomy i cząsteczki w traktacie Johna Daltona A New System of Chemical Philosophy (1808) – jednej z najstarszych prac naukowych poświęconych atomom Jakob Hermann w 1716 roku w dziele Phoronomia opisał gaz jako składający się z cząsteczek poruszających się z różnymi prędkościami. Powiązał on ciepło gazu z kwadratem średniej prędkości jego cząsteczek. Daniel Bernoulli w 1738 roku opublikował Hydrodynamica, w której m.in. wyłożył podstawy kinetyczno-molekularnej teorii gazów. Wyjaśnił on transportowanie ciepła przez gazy oraz istnienie ciśnienia gazu poprzez oddziaływanie jego cząsteczek z otoczeniemWorld of Scientific Discovery on Daniel Bernoulli..
Wraz z przekształcaniem się chemii w naukę ścisłą nastąpił dalszy rozwój teorii atomów. W 1789 roku Antoine Lavoisier odkrył prawo zachowania masy i zdefiniował pierwiastek chemiczny jako podstawową substancję, która nie może już być rozdzielona metodami chemicznymi. W 1803 roku John Dalton skorzystał z koncepcji atomów do wytłumaczenia, czemu pierwiastki wchodzą w reakcje w stosunkach ilościowych dających się przedstawić w postaci niewielkich liczb naturalnych (prawo stosunków wielokrotnych) i czemu jedne gazy łatwiej się rozpuszczają w wodzie niż inne.