1793–1800 był nauczycielem matematyki i przyrodoznawstwa w New College w Manchesterze; członek Towarzystwa Królewskiego w Londynie; regularnie prowadził zapisy warunków meteorologicznych; badał m.in. zorzę polarną, zjawiska: parowania, tworzenia się chmur, wyjaśnił pochodzenie pasatów. Badając rozpuszczalność gazów w cieczach oraz właściwości mieszanin gazów z parą wodną 1803 odkrył prawo ciśnień cząstkowych; 1804 sformułował prawo stosunków wielokrotnych; w rozprawie A new System of Chemical Philosophy (t. 1–2 1808–10) stworzył podstawy nowoczesnej atomistyki; przyjął, że materia jest zbudowana z atomów, atomy zaś poszczególnych pierwiastków chemicznych różnią się masą, właściwościami, wielkością. Opisał daltonizm, na który sam cierpiał.