道爾頓在他的原子論中闡發了下面一些觀點:首先,一切物質都是由原子組成。原子這種微小粒子不可再分,也不能自行產生或消亡。它在一切化學變化中都可保持自身的獨特性質。其次,種類相同的原子,在質量和性質完全相同;種類不同的種子,它們的質量和性質不相同。他還認為,單質是由簡單原子構成的,化合物是由“複雜原子”組成的,而複雜原子也是由簡單原子組成的。另外,原子間化合時,呈簡單的數值比。
道爾頓的原子論較為準確地說明了化學變化的本質,同時初步指出了變化中量的問題。從而使化學知識在這一理論基礎上系統化起來。但是,今天的眼光審視他的理論,也會發現其中存在許多缺點錯誤。例如,他簡單地認為“複雜原子”只不過是簡單原子的機械結合,他武斷地下結論,認為原子是不可再分的。等等。
道爾頓在提出原子論以後,還引入原子量概念。他把最輕的無素棗氫的原子量定為1個單位,從而計算出氧、氮、硫、碳等元素相應的原子量單位,並制出了化學史上第一個原子量表,列上了14種元素的原子量。這是化學界原子量研究的開始。