Atom
Kemajuan lebih jauh pada pemahaman mengenai atom dimulai dengan berkembangnya ilmu kimia. Pada tahun 1661, Robert Boyle mempublikasikan buku "The Sceptical Chymist" yang berargumen bahwa materi-materi di dunia ini terdiri dari berbagai kombinasi ""corpuscules"", yaitu atom-atom yang berbeda. Hal ini berbeda dengan pandangan klasik yang berpendapat bahwa materi terdiri dari unsur-unsur udara, tanah, api, dan air. Pada tahun 1789, istilah "element" ("unsur") didefinisikan oleh seorang bangsawan dan peneliti Perancis, Antoine Lavoisier, sebagai bahan dasar yang tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi dengan menggunakan metode-metode kimia.
Pada tahun 1803, John Dalton menggunakan konsep atom untuk menjelaskan mengapa unsur-unsur selalu bereaksi dalam perbandingan yang bulat dan tetap, serta mengapa gas-gas tertentu lebih larut dalam air dibandingkan dengan gas-gas lainnya. Ia mengajukan pendapat bahwa setiap unsur mengandung atom-atom tunggal unik, dan atom-atom tersebut selanjutnya dapat bergabung untuk membentuk senyawa-senyawa kimia.
Atomisme
Konsep atomisme terbentuk akibat kecelakaan sejarah, yaitu fakta bahwa para kimiawan dan fisikawan sebelum abad ke-19 mengira bahwa partikel tidak dapat dibagi, sehingga dikenali sebagai "a-tom" tak terpenggal dari tradisi kuno. Namun, pada abad ke-20 diketahuilah bahwa atom ternyata terdiri dari entitas yang lebih kecil: elektron, neutron, dan proton. Bahkan percobaan tahap lanjut menunjukkan bahwa proton dan neutron terdiri dari beberapa kuark. Kuark yang dimaksud ini secara empirik belum terbukti memiliki substruktur.