「空気が，原子や分子といった粒子でできている」というアイデアを思いついたのは，イギリスのドルトンという牧師さんで，その考えは今から約200年前の1803年に発表されました．
ドルトンは，趣味で気象観測を続けていましたが，空気の性質を詳しく調べているうちに，「空気は粒子でできている」という考え方にたどりついたのです．ドルトンは，空気が持つバネのような性質（弾性）を説明するために，空気は小さな粒子がびっしりとつまったもので，1つの粒子は「熱雰囲気」というものでおおわれていると考えました．ものの温度の変化は，「熱雰囲気」の変化によると考えたのです．この「熱雰囲気」というものは，互いに反発して，しりぞけあう性質を持っています．空気を何かに閉じ込めて力をくわえると，「熱雰囲気」の反発の力で粒子どうしが反発しあうので，空気が持つバネのような性質が説明できます．
また，空気を作っている粒子には何種類かあって，種類によって粒子の大きさや重さが違うと予想しました．当時，空気は窒素と酸素という二種類の物質からできていることがわかっていました．窒素や酸素を１つの容器の中にいれると自然によく混ざりあってしまいます．ドルトンは，窒素と酸素の持つ反発力が少し違うので，2つの気体をいっしょにすると，粒子と粒子のあいだに働く力のバランスがくずれて，混じりあってしまうと考えたのです．このように，粒子の性質を使って空気の持っている性質をうまく説明できる，というアイデアはたいへん画期的なもので，空気の他の性質もうまく説明ができるのです．しかし，ドルトンの考えは，現在の科学者の考え方とはずいぶん違っています．
ドルトンの研究より少し後，同じくイギリスのジュール（この人は酒屋のあととりで趣味で科学者をしていました）が，電気が流れるときや，まさつなどの運動によって熱が発生する様子を詳しく調べました．その結果，熱は「熱雰囲気」によるものではなく，物質を作る粒子の運動の激しさそのものであることが明らかになりました．一方で，「空気がもつバネのような性質は，空気を作る粒子が空間を飛び回ってぶつかっているために生じる」という考え方が，1738年にスイスのベルヌーイという学者によって示されていました．粒子と粒子の間の空間は，何もない空間なので真空になっているということになります．
ベルヌーイ，ドルトンおよびジュールといった人たちの研究を総合すると，「空気はいくつかの種類の小さな粒子でできていて，それがすごいスピードで飛び回り，ぶつかりあっている」という考え方にいきつくことができます．1860年に，イギリスのマックスウェルは，この考え方にしたがって詳しい計算を行い，気体をつくる粒子が飛び回るスピードは，速いものも遅いものもあるが，平均すると温度によって決まったある一定の値をとることを示しました．空気の中の粒子は，一見でたらめに飛び回っているようにみえても，全体としては, ある温度では一定の性質を持っていることが証明されたのです．マックスウェルの成果を基礎にして空気などの気体の性質を理論的に研究すると，「飛び回る粒子」という考え方を使って実際の気体の性質をたいへんうまく説明できることがわかりました．空気の中の原子や分子の様子についての科学者が考えは，このようにして作られてきたのです．