物质是由原子构成的这一猜想，虽然早就提出来了，但一直到了18世纪，尤其是18世纪后半期至19世纪约翰·道尔顿中期，工业兴起，科学技术迅速发展，人们通过生产实践和大量化学、物理学实验，才加深了对原子的认识。
把原子学说第一次从推测转变为科学概念的，应归功于英国一个教会学校的化学教员，他就是道尔顿（1766～1844年）。
道尔顿由于家境贫寒，从小就在乡村干农活，完全靠自学当上了教员。19岁时，他就当上了乡村小学的校长，后来又在教会学校任教员和在曼彻斯特大学任数学和自然科学教授。他一生观察天气的气象记录达20万项之多。道尔顿在业余学习中接触到古希腊的自然哲学，包括关于元素和原子的种种学说，很受启发。
原子模型道尔顿首先研究了法国化学家普鲁斯特于1806年发现的有趣结论：参与化学反应的物质质量都成一定的整数比（定比定律）；例如1克氢和8克氧化合成9克水，假如不按这个一定的比例，多余的就要剩下而不参加化合。道尔顿自己又发现：当两种元素所组成的化合物具有两种以上时，在这些化合物中，如果一种元素的量是一定的，那么，与它化合的另一种元素的量总是成倍地变化的（倍比定律）。
为什么元素间的化合总是成整数和倍数的关系呢？道尔顿丰富的想象力，给他以激励。他感到，这一事实暗示物质是由某种可数的最小单位构成的。于是，道尔顿把这些事实总结概括加以分析，提出了关于原子的著名论断：物质是由具有一定质量的原子构成的；元素是由同一种类的原子构成的；化合物是由构成该化合物成分的元素的原子结合而成的；原子是化学作用的最小单位，它在化学变化中不会改变。
道尔顿的原子论同过去的原子论相比，已有雄厚的科学依据。但是，在道尔顿的原子论提出以后，在新的实验事实面前又出现了一个新的矛盾。