道尔顿经约翰·戈夫指点，积十二年之功，已经是学富五车，才思敏捷，更可喜的是养成了一个勤观察爱思考的好习惯。有一次他为孝敬老母买了一双长筒袜子送回家里，不想老母一见立即不悦道：“孩子，就算你有孝心吧，也不能让我这样的年纪穿这樱桃红的艳色袜子去教堂做礼拜吧？”这一句话把道尔顿说得丈二和尚摸不着头脑，他说：“这明明是正合你老人家穿的深蓝色嘛，怎么会是樱桃红呢？”在场的人见状都哈哈大笑。
后来，道尔顿又拿各种颜色纸让他的学生去认，终于他成了第一个发现和研究色盲的人。于是他专门就此写了论文，并且留下遗嘱，死后请将自己的眼球拿去解剖，好探清色盲的原因。
道尔顿除研究色盲外，长期的大量的工作就是观察天气，他一生记录了20万条观察记录，直到临死前的15分钟还记了一条：今日微雨。他的生活极有规律，每天8点起床，先生好实验室的火炉，然后吃早饭，整个上午做实验，下午1点吃饭，然后再在实验室工作到5点，喝茶，再干到晚上9点，吃饭，休息。他在观察天气时对空气发生了兴趣。空气是那么自由均匀地流动，而盛在容器里，又给容器壁均匀的压强。他工作累了，在炉边喝茶时，那茶香又均匀地飘散到整个房间。看来气体是些极小的微粒，要不它怎能这样自由地、匀称地溶融呢？他想起德谟克里特的关于原子的设想，看来有一点道理。不过那毕竟还是一种哲学的推测，要变成化学的原子论，自然还得经过化学实验的验证。
但是在无数次实验中，道尔顿早就发现这种元素的结合总是按一定的比例，比如把氢气和氧气放在一起化合，总是两份氢气和一份氧气结合成水。要是氢气用完了，氧气还有剩余，它永远也只能是氧气而不可能硬挤到水里去。这样，一个伟大的思想产生了，他在1808年终于写成《化学哲学的新体系》一书。指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。物质的新的创造和毁灭，却不是化学作用所能做到的。其所以不可能，正如我们不可能在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星那样，或者正如我们不可能创造出或消灭掉一个氢原子一样。”就是说，物质由各自的原子组成，想把铁原子变成金原子是办不到的，千百年来那些梦想炼铁成金的人，不知个中底细，就这样一代一代地炼啊，炼啊，你想怎能不是一场空梦？
既然元素的原子各自不同，那么它的重量一定不同。但你想那原子何等的小，后来人们才知道，它的直径只有一亿分之一到一亿分之四厘米。拿50万个原子摆在一根细头发丝的直径上也能放下，而一个原子的质量也只有100万亿亿分之一克（10-23克）。道尔顿当时自然不能拿杆秤去称它一下，但是聪明的道尔顿却想出一个妙法，根据各种元素在化合反应时的比例，选择最轻的氢，定它的原子量为1，以它为基准，其他元素是氢的几倍就是它的原子量。各位读者可能还记得，开普勒寻找行星间的运动规律，当然也不能用尺去量它们之间的距离，但是他巧妙地把地球到太阳间的距离定为1，以之为基准，然后类推。这真是任你小到再小，大到再大，秤不能称，尺不能量，可是人的思维却无孔不入，无远不至，轻而易举地解决了这个难题。这道尔顿在1803年9月6日就用他的这种办法，很快列出了化学史上第一张有六种简单原子和十五种化合物原子的原子量表。为了区分这些各不相同的原子，道尔顿制定了一套元素的符号表。
道尔顿一下子成了名人。他并不注重名誉，但是戴维不和他商量就把他吸收为皇家学会会员。英国政府授予他金质奖章，柏林科学院授予他名誉院士，法国科学院授予他名誉院士。
正是：
功夫不负有心人，风雪过后梅自开。
无意逐利利上门，不想求名名自来。
现在道尔顿开始走出那间拥挤的实验室，到欧洲各国去游历。但他不像当年戴维那样，马车里有一个漂亮的妇人陪伴。他还是孤身一人，并且终身未娶。别人问他为什么不结婚，他用手指指脑袋说：“这里面让化学反应装满了，也就再装不下一个妻子。”
1822年，道尔顿出游来到法国。这法国当时也有一位名气极大的化学家叫盖吕萨克（1778—1850年）。他盛情接待道尔顿，请他参观实验室，出席讲座，参加宴会。就在访问结束的那天，盖吕萨克又把道尔顿请到实验室里，说是请他指导一下实验。这实验说来极普通，就是氢氧化合成水。他取了两升的氢和一升的氧混在烧瓶内，密封燃烧，生成了水蒸气，一量，得到的水蒸气是两升。这时盖吕萨克说：“道尔顿先生，我们都认为同体积气体的原子数相同，而你看刚才的反应是两个氢原子加一个氧原子生成了两个‘水原子’，这样一来岂不是每个水原子里只能含有一个氢原子、半个氧原子了吗？按照你的原子论，原子是化学反应中最小的不可分的单位，这‘半个’又怎样解释呢？”
道尔顿的原子论问世以来已成功地解释了不少化学现象，比如反应物都成整数比、成整倍数等，今天，盖吕萨克突然提出“半个原子”的问题，叫他一下摸不着头脑。连日来只是听着恭维、祝贺、夸奖之词，现在突然被人将了一军，一时无法下台。他拍拍脑门，又看看烧瓶，只觉汗从额头出，话却无处寻。究竟道尔顿如何收场，且听下回分解。
