Он произвольно предположил, что, если два элемента образуют только одно соединение, оно должно содержать по одному атому каждого из них. Так, например, наименьшая частица воды в соответствии с представлениями Дальтона состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода.
Работы Дальтона имели основополагающее значение для дальнейшего развития химии. Берцелиус с полным правом назвал их важнейшей вехой в становлении химической науки. Атомистическая теория Дальтона отчетливо показала важность теоретических построений для развития экспериментальных химических исследований. Недаром Фридрих Энгельс назвал Дальтона «отцом современной химии». Атомистическая теория Дальтона оказала очень сильное влияние на развитие теоретической химии и создание рациональной технологии возникающей крупной химической промышленности в XIX в. Трудами Дальтона старое материалистическое учение - атомистика - получило новое естественнонаучное обоснование. Тем самым был сделан существеннейший вклад в разработку материалистического мышления естествоиспытателей XIX в. Атомистическая теория Дальтона способствовала также становлению диалектико-материалистического мировоззрения. Фридрих Энгельс в своей книге «Диалектика природы», неоднократно ссылаясь на работы Дальтона, доказывал, что диалектический закон перехода количественных изменений в качественные в химии конкретизируется в законах постоянных и кратных отношений, которые тем самым обосновываются в свою очередь с общих естественнонаучных позиций.