Questa era una parte fondamentale della sua teoria atomica, che affermava:

* Tutta la materia è composta da atomi, che sono particelle indivisibili e indistruttibili.

* Gli atomi di un determinato elemento sono identici di dimensioni, massa e altre proprietà.

* Gli atomi di elementi diversi differiscono per dimensioni, massa e altre proprietà.

* Le reazioni chimiche comportano la combinazione, la separazione o il riarrangiamento degli atomi.

L'idea di Dalton di spazio vuoto tra le particelle ha spiegato perché i gas erano comprimibili e perché si diffondevano più facilmente dei liquidi o dei solidi.