Последний тотчас понял громадное значение открытия Пристли и использовал его при создании наиболее общей кислородной теории горения и опровержении теории флогистона. Пристли же, напротив, оказался последовательным и некритическим сторонником ошибочной теории флогистона, с помощью которой он и пытался объяснить явление, которое ему удалось обнаружить. Поэтому он так и не смог понять существо процессов горения. Как и большинство его современников, Пристли считал, что оксид ртути образуется в результате удаления флогистона из ртути. Если при нагревании этого оксида в присутствии воздуха вновь образуется ртуть и выделяется определенный «вид воздуха», горение в котором происходит намного лучше, чем в обычном воздухе, то, по мнению Пристли, эти явления можно объяснить так: обычный воздух содержит флогистон. Этот флогистон будет выделяться при нагревании из оксида ртути. При этом образуются ртуть (представляющая собой, по мнению Пристли, оксид ртути + флогистон) и определенный «вид воздуха», совершенно свободный от флогистона. Этот газ, названный Пристли «дефлогистированным воздухом» (кислород) из-за своей большой способности поглощать флогистон, особенно хорошо поддерживает горение.
Пристли был столь ярым приверженцем теории флогистона, что отчаянно защищал устаревшие представления и после того, как Лавуазье опубликовал новую теорию горения. Даже в 1800 г. он опубликовал статью под названием «Теория флогистона укрепляется».
Хотя Пристли не разделял передовых взглядов Лавуазье - реформатора химии, исследование английским ученым способов получения и свойств различных газов немало способствовало развитию химической науки.