विज्ञान के इतिहासकार आम तौर पर ब्रिटिश स्कूली शिक्षक और रसायनशास्त्री जॉन डाल्टन (1766-1844) को आधुनिक परमाणु सिद्धांत की शुरुआत का श्रेय देते हैं। 1803 में, डाल्टन ने सुझाव दिया कि प्रत्येक रासायनिक तत्व एक विशेष प्रकार के परमाणु से बना था। उन्होंने परमाणु को पदार्थ के सबसे छोटे कण या इकाई के रूप में परिभाषित किया जिसमें एक विशेष तत्व मौजूद हो सकता है। गैसों के व्यवहार में उनकी रुचि ने डाल्टन को पदार्थ की परमाणु अवधारणा को निर्धारित करने की अनुमति दी। विशेष रूप से, उन्होंने दिखाया कि विभिन्न परमाणुओं के सापेक्ष द्रव्यमान या भार का निर्धारण कैसे किया जा सकता है। अपने सापेक्ष पैमाने को स्थापित करने के लिए, उन्होंने हाइड्रोजन के परमाणु को एकता का एक द्रव्यमान सौंपा। ऐसा करने में, डाल्टन ने परमाणु सिद्धांत को पुनर्जीवित किया और परमाणु की अवधारणा को आधुनिक विज्ञान की मुख्यधारा में डाला। परमाणु सिद्धांत के उद्भव में एक और महत्वपूर्ण कदम 1811 में हुआ, जब इतालवी वैज्ञानिक एमीडो अवोगाद्रो (1776–1856) ने अपनी प्रसिद्ध परिकल्पना तैयार की जो अंततः अवोगाद्रो के नियम के रूप में जानी गई। उन्होंने प्रस्ताव दिया कि समान तापमान पर गैसों की समान मात्रा और दबाव में समान संख्या में अणु होते हैं। उस समय, न तो डाल्टन, अबोगाद्रो, और न ही किसी अन्य वैज्ञानिक को परमाणु और अणु के बीच के अंतर की स्पष्ट और सटीक समझ थी। बाद में उन्नीसवीं शताब्दी में, वैज्ञानिकों ने अणु को किसी भी पदार्थ (तत्व या यौगिक) के सबसे छोटे कण के रूप में मान्यता दी, जैसा कि सामान्य रूप से होता है। जब तक रूसी वैज्ञानिक दिमित्री आई। मेंडेलीव (1834-1907) ने 1869 में अपने प्रसिद्ध आवधिक कानून को प्रकाशित किया, तब तक आम तौर पर वैज्ञानिक समुदाय के भीतर इसकी सराहना की जाती थी कि अणु, जैसे पानी (H2O), परमाणुओं के संग्रह से मिलकर बने (यहाँ, दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु)।
