恩格斯曾指出“在化学中，特别感谢道尔顿发现了原子论，已达到的各种结果都具有了秩序和相对的可靠性，已经能够有系统地，差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻，可以和计划周密地围攻一个堡垒相比。”并誉称他为“现代化学之父”。原因是他把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了重要的基础。
道尔顿出生在英格兰北部一个穷乡僻壤。父亲是一位兼种一点薄地的织布工人，母亲生了6个孩子，有3个因生活贫困而夭折。道尔顿6岁起在村里教会办的小学读书。刚读完小学，他就因家境困难而辍学。但是他酷爱读书，在干农活的空隙还坚持自学。
到15岁时，道尔顿的学识已有很大提高，于是他离家来到附近的肯达尔镇上，在他表兄任校长的教会学校里担任助理教师。在这所学校里，他仍然坚持一边努力工作，一边发愤读书，无论是数学、自然科学，还是哲学、文学的书籍，他都广泛涉猎。据说在这所学校的12年中，他读的书比以后50年的还多。正是这种勤奋学习为他当时的教学和以后的科研奠定了坚实的基础。27岁时，道尔顿来到了曼彻斯特，受聘于一所新学院担任数学和物理学讲师。他开始系统地学习化学知识。在学习中，道尔顿有一种可贵的韧劲。每当遇到较难的运算题，他总是坚持要把难题解出，当同学们都放学回家了，他却常常端坐在教室里用心思考，绞尽脑汁，埋头解题。
就这样，道尔顿依靠不懈的努力自学成才。他曾说过：“如果我比我周围的人获得更多的成就的话，那主要——不，我可以说，几乎纯粹地——是由于不懈的努力。一些人比另外一些人获得更多的成就，主要是由于他们对放在他们面前的问题比起一般人能够更加专注和坚持，而不是由于他的天赋比别人高多少。”这是道尔顿的切身体会，也是他成功的经验总结。虚心地求教和不倦地自学终于使道尔顿成为一位知识渊博的学者。
道尔顿在曼彻斯特发表的第一篇文章是关于色盲的研究文章。这个成果是偶然发现的。圣诞节要到了，道尔顿为母亲买了一双深蓝色的袜子表示自己对老人的孝敬。当他把袜子送给母亲时，母亲却厉声责问他：“为什么买一双红色袜子？”因为依照当地的宗教习俗，红色是不祥的，妇女禁忌红色，由此道尔顿才发现自己的辨色能力与众不同。后来他经过认真地调查研究，发现他哥哥也和他一样，也具有不正常的辨色能力，同时另有一些人也具有这一病症。为此他撰写了论文，提出人类中存在着色盲这一病症。道尔顿的这一发现引起了社会公众的重视，所以在英国，色盲常被称为道尔顿症。
33岁时，道尔顿借了一间工作室，又在工作室附近租了一间简陋的民房，开始他清贫的以科研为主的生活。
道尔顿的生活很有规律，几乎每天都是早餐前先去实验室生火，吃完早餐后即开始工作，一直干到午餐时才出来。吃罢午餐，又继续进实验室工作，一直忙到晚上9点，晚餐后稍作休息，就进书房读书至夜半。这种生活就像时钟运转一样有规律。“午夜方眠，黎明即起”，成为道尔顿勤奋治学生活的真实写照。功夫不负有心人，勤奋的学习，刻苦的钻研，使道尔顿在攀登科学的山路上取得了一个又一个的成果。
从1301年起，他陆续完成了《关于极光》、《关于气压计》、《论降雨》、《关于温度计》、《混和气体的组成》、《论水蒸气的力》、《论蒸发》、《论气体受热膨胀》等论文。其中最突出的成果是，他在《论气体受热膨胀》的论文中清楚地提出了气体的热膨胀定律：“任何气体每上升一定温度时发生的体积膨胀是相同的。”在同一时期，法国化学家盖·吕萨克也提出了气体的体积随温度而改变的这一定律，所以现在人们常称气体热膨胀定律为道尔顿—吕萨克定律。
此后不久，道尔顿又进一步地提出了著名的混和气体的分压定律：混和气体的压力等于各组成部分在同样条件下所具有的压力之和。
牛顿在他的力学理论中，指出在物质微粒的运动中，同性相斥、异性相吸。根据这一思想，道尔顿假设在混和气体中，一类气体的原子并不排斥另一类气体的原子，仅仅是同类原子相互排斥。那么怎样证实气体原子的存在呢？
道尔顿认为，必须去测定各种原子的相对质量和不同原子合成新粒子的组成。为此道尔顿作了一些大胆的假设和推理。
首先他从物理学的角度出发，假定相同体积的气体在同温同压下，含有相同数目的原子。若这一假定能成立，他便可以通过测量相对的蒸汽密度来换算气体原子的相对质量。但是，他在氧气、氢气合成水的实验中发现，水的蒸气密度反而小于氧气的蒸气密度。于是他怀疑采用蒸气密度法来测算原子相对质量行不通。
采用物理学的实验方法行不通，道尔顿转向了化学。根据水的化学分子结构进行实验，得到了氧和氢化合的质量比；又由氨气的分析得到了氮和氢化合的质量比。有了这些质量比还不够，还必须知道化合物的微粒究竟由几个原子组成，才能换算出原子的相对质量。对此，道尔顿提出了由原子构成微粒（分子）的基本原则。
他的基本观点可归纳为三点：（1）化学元素均由非常微小、不可再分的微粒组成，这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持自己的独特性质，具有不可再分性。（2）同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同，原子质量是每一种元素的基本特征之一。（3）不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。
尽管道尔顿提出的原子论被后人发现存在许多错误，但是他关于原子的描述、原子量的计算是一项意义深远的开创性工作。他第一次把纯属臆测的原子概念变成一种具有一定质量的、可以由实验来测定的物质实体。道尔顿的原子学说为近代化学和原子物理学奠定了基础，是科学史上一项划时代的成就。
1844年的一天清晨，道尔顿在他安静的卧室里，像一个熟睡的婴儿似的，没有一点痛苦的表情，心脏停止了跳动。他走完了他艰辛、果敢、睿智、富于意义的一生。这是一位将一生毫无保留地完全献给科学事业的伟大学者。
道尔顿可以说是自学成才的典型。他只上了五年小学，他的化学知识全部来自于他自己的刻苦学习和不懈努力。通过他的故事，我们明白了最终要的是自己学到了什么，而不是学习时间的长短。