Peu de concepts « ont posé une emprise plus ferme sur l’esprit », écrivait-il, que celui selon lequel l’air « est une substance élémentaire simple, indestructible et inaltérable. »
Joseph Priestley peut ne pas sembler être un nom familier d’emblée, mais ses contributions à la science sont monumentales. Crédité de la découverte de l’oxygène en 1774, Priestley a constaté que « l’air n’est pas une substance élémentaire, mais une composition » ou un mélange de gaz ». Il a trouvé un gaz incolore et très réactif qu’il a qualifié d' »air déphlogistiqué », ou comme il a été surnommé plus tard, l’oxygène.
Sa plus célèbre expérience a été menée le 1er août 1774. Il utilisa une « lentille brûlante » en verre pour focaliser la lumière du soleil sur un morceau d’oxyde mercurique rougeâtre contenu dans un verre inversé, et placé dans une mare de mercure. Il a constaté que le gaz émis était « cinq ou six fois meilleur que l’air ordinaire ». Des tests successifs ont permis de constater qu’il faisait brûler une flamme de manière intense et qu’il « gardait une souris en vie environ quatre fois plus longtemps qu’une quantité similaire d’air. »
Par ses expériences, Joseph Priestley a pu répondre à l’une des nombreuses questions qui avaient dérouté les scientifiques de l’époque : Comment et pourquoi les choses brûlent-elles ?
Bien que sa découverte la plus célèbre soit l’oxygène, Joseph Priestley est célèbre pour de nombreuses autres découvertes. Il a isolé et caractérisé huit autres gaz. Il s’agissait de l’ammoniac, du dioxyde de soufre, de l’oxyde nitreux et du dioxyde d’azote. Priestly est également le créateur de l’eau gazeuse. Il la surnommait « mephetic julep » et espérait qu’elle serait utile aux marins entreprenant de longs voyages pour prévenir le scorbut.
Il a également inventé la gomme à effacer, et a écrit très tôt un important article sur l’électricité qui a été encouragé par son ami, Benjamin Franklin.
Amoureux profond de la politique, et connu pour être un théoricien politique libéral, il a également beaucoup écrit sur ces sujets. En fait, ses écrits peu orthodoxes, couplés à son soutien ardent aux révolutions américaine et française, lui valurent d’être mis au ban par nombre de ses compatriotes et d’être contraint de fuir l’Angleterre.
En 1794, il s’installe en Pennsylvanie pour poursuivre ses recherches. Bien qu’on lui ait offert un poste à l’université de Pennsylvanie, fondée par son ami Benjamin Franklin, Priestley a refusé. Il choisit plutôt de vivre à Northumberland, en Pennsylvanie, et de poursuivre ses recherches. Bien qu’il ne soit jamais devenu un citoyen américain, il était un ami proche de Thomas Jefferson et de John Adams. Thomas Jefferson a exprimé qu’il considérait Priestley comme « l’une des rares vies précieuses pour l’humanité. »
Joseph Priestley a poursuivi son travail scientifique tout en étant installé en Pennsylvanie, avec sa femme et son fils jusqu’à sa mort en 1804.