17世纪中叶，英国著名化学者罗伯特·玻义耳（1627—1691）认为，不应把化学看作是仅仅属于炼金士和医学化学家。他将严密的实验引入了化学，并给出了“元素”的定义，从而使化学被确立成为一门科学。1661年玻义耳发表名著《怀疑的化学家或化学——物理的怀疑和悖论，涉及炼金家普遍推崇并为之辩护的而又为化学家通常认为实在的种种要素》。在这部著作中，玻义耳向传统的化学观念提出了严峻的挑战，给“元素”下了一个科学的定义。玻义耳认为千差万别的物质既不能用亚里士多德学派的土、水、空气、火四元素来概括，也不能仅仅分解成炼金士——医药化学家提出的盐、硫、汞三元素。他指出，“元素应当是某些不由任何其他物质所构成的原始的和简单的物质，或完全纯净的物质”，这种物质“是具有确定的、实在的、可觉察到的实物，他们应该是用一般化学方法不能再分散为更简单的某些实物”。而“混合物则由它们组成，并最终被分解成它们”。玻义耳实质上是定义了现代化学中的单质。虽然玻义耳没有指明元素究竟是哪种物质，但他澄清了元素这一概念，把元素与化合物及混合物区分开来，为人类探索万物的组成开辟了道路。
