爱德华·吉本于1761年写下一个比喻：“物理和数学现在高踞宝座，他们看见自己的妹妹拜倒在他们面前，用链子系缚在他们的车子上，至多是在装饰他们的胜利。也许他们本身的衰亡也为期不远了。”这是一个不幸的预测，物理现在是科学之后，数学为其助伴，没人知道他们的结合将会带来什么。
然而，在17世纪数学、物理和天文学的胜利中，一门年轻的科学从炼金术中脱颖而出。在它的萌芽期，几乎被一些悲剧性的错误压抑而窒息。1669年，约翰·比彻提出了一个通则后，乔治·斯塔尔，哈勒的一位医学和化学教授，将燃烧解释为把燃烧中的物体的“燃素”（phlogiston）释放到空中。1750年以前，大部分西欧化学家接受了这种理论，认为热或火是一种由燃烧中的物体释放出来的物质。但没有人能解释如果这个理论正确的话，为什么金属燃烧后反而更重的现象。
黑尔斯设计了一个“空气槽”，即可容空气的容器，它将空气收集入水面上密闭的集气瓶中，为气体的研究铺路。他指出很多固体含有瓦斯气（他称之为空气），他把空气形容为“一种精巧而具有弹性的流体，在流体中含有基本性质大不相同的各种粒子漂浮其中”。当时已将空气和水分解为各种不同的物质，因此人们不再相信由来已久的观念，认为空气、水、火、土为四大基本元素。在他之后的约瑟夫·布莱克在1756年做的实验中，证明了空气中有一种成分，他继黑尔斯之后称之为“固定空气”（fixed air），也就是存在于或可从固体或液体中排除的气体，我们现在称之为二氧化碳或“碳酸气”。经过实验，布莱克证明这种气体存在于人类呼出来的气体中，而为氧的发现开路。他们仍然相信“燃素”之说。氧、氢和氮气在当时仍是谜。
瑞典对18世纪的化学贡献卓著。柏格曼，我们将来要遇到的自然地理方面的一位拓荒者，最初是一位化学家，是乌普萨拉大学为人爱戴、颇有名望的化学教授。他是制出纯镍，也是指出碳在决定碳铁化合物物理性质的重要性的第一人。在49年中，他完成了3万个实验，进行了59种物质的化学性质的研究，而且将他的发现在1775年以论文《有择吸引论》（Elective Attractions）发表。不幸的是，他在尚未完成这些工作之前便告去世，舍勒作为他的接班人，继续他在化学方面的研究。
现在，英国研究科学史的人已勇敢地承认，瑞典化学家舍勒早于普利斯特里（1772年）发现了拉瓦锡1779年第一次所称的氧。在43年中，舍勒大部分在贫穷中度过，他最初在哥特堡一位医生那里当徒弟，在哥平一个普通城镇也只不过是药剂师。他的老师柏格曼从斯德哥尔摩科学院那里为他取得了一小笔年金，舍勒将其中的80%花费在化学实验上。这些实验大部分都在做完白天工作后的夜里完成，而且他用的是最简陋的实验设备，这是他早逝的原因。然而，他几乎触及了这门新科学的每个范畴。他以简朴的语言给化学下定义为：“化学的目的及功用是技巧地将物质分开成为各个成分，从而发现它们的性质，并用各种不同的方法予以化合。”
1775年，他将题为《空气与火的化学理论》的手稿交给印刷商，其中述及的实验几乎全在1773年之前就完成了，但被印刷商延迟到1777年方始出版。舍勒至死仍执迷于“燃素”之说，他创下了一个基本假设，认为未被污染的大气包含两种气体，一种叫作“火气”（氧），是火焰燃烧的主要支持物；另一种他称为“浊气”（氮气），是失去“火气”后的气体。他用多种方法来制备氧气，其中一种是将浓硫酸与研磨好的锰粉混合在一起置于甑中加热，然后用一只几乎将所有空气都抽光的囊袋来收集产生的气体。他发现这样制造出来的气体经过点燃的蜡烛时，“蜡烛便开始以更大的火焰燃烧，而且放出一些耀眼的亮光”。于是，他下了这样一个结论，“火气”是能助燃的气体。舍勒在普利斯特里之前两年发现这种气体是毫无疑问的。
这仅是舍勒成就的一小部分。他作为新物质发现者的纪录，也许无人可比。他首先分离出氯气、钡、锰及像氨气、甘油、氟化氢、鞣酸、苯甲酸、草酸、苹果酸、酒石酸这样的新化合物。他还发现，氯能漂白布料、蔬菜及花朵，法国的贝托莱和英国的詹姆斯·瓦特将之用于商业上。在进一步的研究中，舍勒分析了膀胱里的结石而于1776年发现尿酸。1777年，他制出了硫化氢；1778年，他制出了钼酸；1780年，他证明乳酸能引起牛乳发酸；1781年，他从钨化钙这种矿石中（现在常称的钙钨矿矿石）得到了钨酸；1783年，他发现了普鲁士酸（现在的氰酸），但尚不明了其毒性，他还制出了砷气（一种致命的砷化物）及现在所称的“舍勒绿”的砷颜料。他证明光能使氯化银还原成银，而且发现组成白光的各种色光对银盐有不同的作用，因而使摄影术成为可能。在他短短的一生中，这种令人难以相信的丰硕成果对19世纪的工业发展至关重要。
