kyslíková teorie hoření je výsledkem náročné a trvalé kampaně ke konstrukci experimentálně zaracha chemické teorie spalování, dýchání, a kalcinaci. Teorie, které se objevily v mnoha ohledech zrcadlovým obrazem phlogiston teorie, ale získává důkazy na podporu nové teorie se účastní více než jen prokazuje chyby a nedostatky z předchozí teorie., Z počátku 1770 až do roku 1785, kdy poslední důležité kousky z teorie do sebe zapadlo, Lavoisier a jeho spolupracovníci provádí širokou škálu experimentů navržen tak, aby předem, kolik bodů na jejich výzkum pohraničí.
lavoisierův výzkum na začátku 1770 se zaměřil na váhu zisky a ztráty, v kalcinace., Bylo známo, že kovy, když pomalu změnil na prášky (calxes), jak bylo pozorováno v rezivění železa, vápenec skutečně vážil více než původní kov, a to vzhledem k tomu, že když calx byla „snížena“ na kov, ztráta hmotnosti došlo. Teorie phlogistonu tyto změny hmotnosti nezohlednila, protože samotný oheň nemohl být izolován a zvážen. Lavoisier předpokládal, že to byla pravděpodobně fixace a uvolňování vzduchu, spíše než oheň, která způsobila pozorované zisky a ztráty hmotnosti. Tato myšlenka stanovila průběh jeho výzkumu pro příští desetiletí.,
cestou narazil na související jevy, které musely být vysvětleny. Minerální kyseliny, například, byly provedeny pražení minerálů jako síra v ohni, a pak míchání výsledné calx s vodou. Lavoisier původně předpokládal, že síra v kombinaci se vzduchem v ohni a že vzduch byl příčinou kyselosti. Nebylo však vůbec zřejmé, jaký druh vzduchu způsobil kyselost síry. Problém byl dále komplikován souběžným objevem nových druhů vzduchu v atmosféře., Britští pneumatičtí chemici provedli většinu těchto objevů, přičemž Joseph Priestley vedl úsilí. A byl to Priestley, navzdory jeho neúprosnému dodržování teorie phlogistonu, který nakonec pomohl Lavoisierovi odhalit tajemství kyslíku. Priestley izoloval kyslík v srpnu 1774 poté, co rozpoznal několik vlastností, které ho odlišovaly od atmosférického vzduchu. V Paříži současně Lavoisier a jeho kolegové experimentovali se souborem reakcí identických s těmi, které Priestley studoval, ale nevšimli si nových vlastností vzduchu, který shromáždili., Priestley navštívil Paříž později v tomto roce a na večeři, která se konala na jeho počest v Akademii věd, informoval své francouzské kolegy o vlastnostech tohoto nového vzduchu. Lavoisier, který byl obeznámen s Priestley je výzkum a držel ho ve vysoké ohledu, spěchal zpátky do své laboratoře, opakovat experiment, a zjistil, že to vyrábí přesně ta atmosféra, kterou potřeboval k dokončení jeho teorie. Nazval plyn, který byl produkován kyslíkem, generátorem kyselin., Izolace kyslíku mu umožnila vysvětlit kvantitativní i kvalitativní změny, ke kterým došlo při spalování, dýchání a kalcinaci.