Lý thuyết nguyên tử do nhà hóa học người Anh John Dalton đưa ra đề xuất rằng nguyên tử là những hạt không thể phân chia bao gồm tất cả vật chất; các nguyên tử của cùng một nguyên tố có các tính chất giống hệt nhau, bao gồm hình dạng, kích thước và khối lượng; nguyên tử của một nguyên tố là duy nhất và khác với nguyên tử của các nguyên tố khác nhau; nguyên tử là đơn vị cơ bản của phản ứng hóa học; nguyên tử được bảo tồn và không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy; và các nguyên tử kết hợp với nhau theo tỷ lệ cố định, đơn giản để tạo ra các nguyên tử hợp chất, được gọi là phân tử. Dalton thường được coi là cha đẻ của lý thuyết nguyên tử hiện đại.
Lý thuyết nguyên tử bắt nguồn từ thời Hy Lạp cổ đại khi nhà triết học Democritus lần đầu tiên đề xuất rằng vật chất bao gồm các hạt không thể phân chia được, mà ông đặt tên là "nguyên tử". Những tiến bộ trong phương pháp khoa học dẫn đến sự phát triển và hoàn thiện của lý thuyết nguyên tử từ quan niệm ban đầu của nó. Các nhà khoa học lỗi lạc, chẳng hạn như Dalton, Thomson, Chadwick, Moseley và Rutherford, đã có những đóng góp lớn cho lý thuyết nguyên tử hiện đại.
Dalton công bố lý thuyết nguyên tử của mình vào năm 1808, lý thuyết này được tổng hợp từ kết quả của các thí nghiệm khác nhau mà ông đã tiến hành trong việc nghiên cứu nguyên tử. Định luật bảo toàn và định luật kết hợp hóa học cũng được Dalton sử dụng để hỗ trợ lý thuyết của mình. Tuy nhiên, một số giả định của Dalton đã được chứng minh là sai. Nguyên tử mà ông tin là không thể phân chia được, chứa các hạt hạ nguyên tử. Sự tồn tại của đồng vị và đồng vị cũng chứng tỏ rằng các nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể có khối lượng thay đổi và nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có thể có cùng khối lượng nguyên tử.
