各学会及科学院的成立促进了化学的迅速发展。
17世纪时还出版了许多重要的哲学著作，对自然科学的发展产生了深远的影响。例如英国哲学家培根在著作中提出了实验科学胜过各种论证的科学。他宣称，进行有组织有计划的实验研究是科学研究的基本方法。培根的哲学观点首先在英国，接着在欧洲其他各国被普遍接受了。
在17世纪，古代的原子论学说也开始复活了。但这种原子论学说，像当时的其他学科一样，带有机械论的性质。法国科学家伽桑狄用机械论哲学来解释自然界的尝试，引起了人们极大的兴趣。
伽桑狄力图用原子的形状和大小来说明物质的各种性质，例如热是微小的圆形原子引起的；冷是带有锋利棱角的锥形原子产生的，所以严寒能使人产生刺痛感；固体是靠彼此交错的钩子连结起来的。伽桑狄同时承认原子和真空的存在，他把形成化合物的一群原子叫做分子。他的微粒学说在以后很多年中引起化学家们的重视，但没有得到进一步发展。
探讨和确定自然界中各种物质的基本组成和结构是化学的根本任务，如果占统治地位的仍然是医药化学派的传统和陈旧观念，那么化学就难以向前发展。
英国人波义耳的科学工作和观念反映了17世纪下半期科学中的新思想。
他是一位著名的物理学家、化学家，出身贵族，自幼受到良好的教育。经济生活的优裕，并没有使他一味追求享乐，而是把钱财用于科学研究。1646年，起波义耳在伦敦自己家里修建了实验室并进行科学研究。
1629年1月25日，罗伯特·波义耳出生在爱尔兰的利斯莫尔城，他是斯图亚特王朝新贵族科克伯爵的后裔。波义耳在幼年时就表现出非凡的记忆力和语言才能，并且对自然科学产生了浓厚的兴趣。他的父亲经常对儿子的学习热情加以鼓励，并聘请一些优秀的教师给他上课。1635年波义耳进入伦敦西郊著名的贵族学校伊顿公学学习。三年后，他又和哥哥法兰克一起在家庭教师陪同下来到当时欧洲的教育中心之一的日内瓦过了两年。在这里，他学习了法语、实用数学和艺术等课程，更重要的是，瑞士是宗教改革运动中出现的新教的根据地，他受到反映资产阶级思想的新教教义熏陶了他。
波义耳在实际行动中虽然未参与任何一派，但是他在思想上一直倾向于革命。1641年，波义耳兄弟又在家庭教师的陪同下，游历欧洲，年底到达意大利。旅途中即使骑在马背上，波义耳仍然是手不释卷。在意大利，他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象，20年后他的名著《怀疑派化学家》就是模仿这本书的格式写的。他对伽利略本人更是推崇备至。
“化学是什么？”，波义耳认为化学实验不单是为了制造贵重金属和医药，应有更广泛的用途。化学是一门实验科学，没有实验，任何新东西都不能被进一步了解。
他对物质的组成和结构进行了研究。用加氯化钡生成白色沉淀来鉴定硫酸，加硝酸银生成沉淀来鉴定盐酸，与氨作用生成蓝色溶液来鉴定铜盐以及其他等等，波义耳还使用了一些指示剂如石蕊液、紫罗兰花等。
波义耳在科学实验中发现到许多同物质内部结构有关的现象。如液体蒸发和固体升华，它们可以弥散于整个空间；盐块溶解后可以通过滤布的微小空隙等。从而他相信物质是由数目众多的微粒所构成。粒子结合成各种粒子团，粒子团聚合而成各种物体。粒子团的大小形状以及运动决定物质的各种物理和化学特性。粒子团作为基本单位参加各种化学反应。
大多数化学家都不赞同波义耳的观点。当时的伟大科学家中，只有英国的牛顿全盘接受波义耳的化学思想。牛顿对化学也很感兴趣，研究了很多化学问题。他发挥了波义耳的微粒学说，并以物质微粒间相互吸引和发生碰撞的假说来解释观察到的各类化学反应。
波义耳为新化学的发展指明了方向。科学已指明物质不是由“性质”组成，而是由化学元素组成的。为此，恩格斯曾对波义耳作了高度评价：“波义耳把化学确立为科学。”
大约在1660年，波义耳和胡克进行了真正的燃烧化学实验：把水炭或硫黄放在一个器皿中，用抽气机将里面的空气抽尽，然后将器皿强烈加热，木炭、硫磺却不能燃烧。把木炭、硫磺与硝石混合（即黑火药），即使在抽尽空气的条件下，仍会猛烈燃烧。于是得出结论：燃烧必须依赖空气和硝石中所含的某种共同成分。
波义耳于1673年对金属煅烧增重的问题又进行了定量的实验研究。他把密闭容器里的金属加热，两小时打开密闭容器，物体的重量竟增加了。于是波义耳又作出结论：加热时有一种特殊的，超微小的“火素”穿过容器的壁进到了金属里，因而增加了它的重量。从而提出了如下公式：金属＋火微粒＝金属煅灰。
波义耳在实验中有一个很明显的疏忽：他只注意到了被加热物质本身的变化，而没有去研究被加热物的周围环境有何变化。具体地说，不应该把实验的瓶塞在加热后打开进行称量比较。因此，直到波义耳死后多年，伟大的质量守恒定律才由俄国学者罗蒙诺索夫创立起来。
