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.
Materi
Sebelum abad ke-20, istilah "materi" hanya termasuk "materi biasa" yang terdiri dari atom-atom, dan belum termasuk fenomena-fenomena energi lainnya seperti cahaya dan suara. Konsep ini bisa digeneralisasikan dari atom-atom hingga objek manapun yang memiliki massa sampai mencapai ke tahap istirahatnya (Energi diam), tetapi ini diragukan karena massa dari sebuah objek dapat timbul (mungkin yang tak bermassa) dari faktor gerakan dan interaksi energi. Jadi, dalam Ilmu Fisika sampai hari ini, materi tidak mempunyai arti yang universal, atau tidak juga konsep yang fundamentil. Materi juga digunakan dengan bebas sebagai istilah umum untuk substansi yang melengkapi benda fisik yang bisa diobservasi.