Dalton'un atom teorisi, atomlarla ilgili dört kritik gerçeği belirtir: ilk olarak, her şey atomlardan oluşur ve atomlar yok edilemez. İkincisi, tek bir element içindeki tüm atomlar aynıdır. Üçüncüsü, bileşikler iki veya daha fazla farklı türde atomdan oluşur. Son olarak, kimyasal reaksiyonlar atomları yeniden düzenler.
Dalton, atom teorisini 1803 yılında halka açıkladı ve onu atomların doğru bir şekilde anlaşılması için tarihte ilk bilim insanı haline getirdi. Teorisi bugün geçerli kalmasına rağmen, bilim adamları teorisini daha yeni keşifler ile eşleştirmeye hazırlar. Dalton'un teorisindeki gelişmeler atomların nükleer reaksiyonlarla tahrip edilebileceğini ve bazı elementlerin değişen kütlelere sahip izotoplar olarak adlandırılan atomlar içerdiğini kanıtlamıştır.