Одновременно была разработана и первая химическая теория, объяснившая процессы горения и разложения веществ - теория флогистона (от греч. "флогистос" - горящий, сжигаемый). Ее сформулировал в 1697-1703 годах немецкий врач Георг Шталь.

Теория флогистона получила широкое распространение, и благодаря ей химия окончательно освободилась от алхимических представлений. По мнению Шталя, флогистон - материальная субстанция, составная часть любого горючего тела. Он выделяется при горении или прокаливании веществ и, соединяясь с воздухом, образует пламя. Знаменитые химики того времени Михаил Ломоносов, Карл Шееле, Джозеф Пристли, Генри Кавендиш искали способы выделения флогистона из различных веществ, но так и не смогла его обнаружить. Ломоносов, например, допускал, что флогистон - материальное тело, состоящее из мельчайших частиц (корпускул).

Теория флогистона была опровергнута работами французского химика Антуана Лавуазье который в 1775 году открыл кислород. Уголь, сгорая, соединяется с кислородом и переходит в диоксид углерода СО2. Этот же газ, а вовсе не флогистон, выделяется при прокаливании карбонатов кальция и магния.