Thuyết nguyên tử phát biểu rằng tất cả vật chất trong vũ trụ đều được cấu tạo bởi các nguyên tử. Các nguyên tử này tạo nên các phân tử kết hợp với nhau để tạo ra các hợp chất. Điều này ban đầu được đưa ra giả thuyết vào thế kỷ thứ năm trước Công nguyên. của nhà triết học người Hy Lạp Democritus.
Lý thuyết nguyên tử đã được hoàn thiện từ thời Democritus, đạt bước nhảy vọt lớn nhất từ năm 1789 đến năm 1803. Trong thời gian đó, ba định luật cơ bản của lý thuyết nguyên tử đã được phát triển. Chúng bao gồm Luật Bảo toàn khối lượng, Luật Các tỷ lệ xác định và Luật Nhiều tỷ lệ.
Công trình đầu tiên được ghi cho Antoine Lavoisier, và nói rằng khối lượng tham gia vào bất kỳ phản ứng hóa học nào là không đổi. Joseph Louis Proust đã chứng minh định luật thứ hai vào năm 1799, trong đó nói rằng bất kể nguồn gốc hoặc số lượng ban đầu của chúng là gì, nếu một hợp chất bị giảm thành các nguyên tố cơ bản của nó, thì khối lượng của các nguyên tố đó vẫn tương ứng. Cuối cùng, vào năm 1803, John Dalton đã hoàn thành bộ ba định luật bằng cách nghiên cứu và mở rộng trên các nghiên cứu trước đó. Đóng góp của ông là đóng góp duy nhất thông qua phương pháp khoa học, bao gồm thực hiện các thí nghiệm và kiểm tra thông tin kết quả theo kiểu thực nghiệm. Mặc dù khoa học đã khám phá ra nhiều điều hơn nữa về bản chất của nguyên tử kể từ đó, nhưng những định luật ban đầu này vẫn không đổi trong cộng đồng khoa học.