la teoría de la combustión del oxígeno resultó de una campaña exigente y sostenida para construir una teoría química experimentalmente fundamentada de la combustión, la respiración y la calcinación. La teoría que surgió fue en muchos aspectos una imagen especular de la teoría del flogisto, pero la obtención de evidencia para apoyar la nueva teoría implicó más que simplemente demostrar los errores e insuficiencias de la teoría anterior., Desde principios de la década de 1770 hasta 1785, cuando las últimas piezas importantes de la teoría cayeron en su lugar, Lavoisier y sus colaboradores realizaron una amplia gama de experimentos diseñados para avanzar en muchos puntos en su frontera de investigación.
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La investigación de Lavoisier a principios de la década de 1770 se centró en las ganancias y pérdidas de peso en la calcinación., Se sabe que cuando los metales poco a poco cambió en polvos (calxes), como se observó en la oxidación de hierro, el calx en realidad pesaba más que el metal original, mientras que cuando el calx fue «reducido» a un metal, una pérdida de peso producido. La teoría del flogisto no tuvo en cuenta estos cambios de peso, ya que el fuego en sí no podía ser aislado y pesado. Lavoisier planteó la hipótesis de que era probablemente la fijación y liberación de aire, en lugar del fuego, lo que causaba las ganancias y pérdidas de peso observadas. Esta idea marcó el curso de su investigación para la próxima década.,
en el camino, se encontró con fenómenos relacionados que tenían que ser explicados. Los ácidos minerales, por ejemplo, se producían tostando un mineral como el azufre en el fuego y luego mezclando el calx resultante con agua. Lavoisier había conjeturado inicialmente que el azufre se combinaba con el aire en el fuego y que el aire era la causa de la acidez. Sin embargo, no era del todo obvio qué tipo de aire hacía ácido el azufre. El problema se complicó aún más por el descubrimiento simultáneo de nuevos tipos de aire dentro de la atmósfera., Los químicos neumáticos británicos hicieron la mayoría de estos descubrimientos, con Joseph Priestley liderando el esfuerzo. Y fue Priestley, a pesar de su adhesión implacable a la teoría del flogisto, quien finalmente ayudó a Lavoisier a desentrañar el misterio del oxígeno. Priestley aisló el oxígeno en agosto de 1774 después de reconocer varias propiedades que lo distinguían del aire atmosférico. En París, al mismo tiempo, Lavoisier y sus colegas estaban experimentando con un conjunto de reacciones idénticas a las que Priestley estaba estudiando, pero no se dieron cuenta de las nuevas propiedades del aire que recogieron., Priestley visitó París más tarde ese año y en una cena celebrada en su honor en la Academia de Ciencias informó a sus colegas franceses sobre las propiedades de este nuevo aire. Lavoisier, quien estaba familiarizado con la investigación de Priestley y lo tenía en alta estima, se apresuró a regresar a su laboratorio, repitió el experimento, y encontró que producía precisamente el tipo de aire que necesitaba para completar su teoría. Llamó al gas que se producía oxígeno, el generador de ácidos., El aislamiento de oxígeno le permitió explicar tanto los cambios cuantitativos como cualitativos que ocurrieron en la combustión, la respiración y la calcinación.