1774年，普里斯特利在英國南部做實驗期間，分離出一種很特別的氣體。他發現這種氣體能使蠟燭燃燒得更熾烈。後來，他把2盎司（60毫升）的這種氣體注入一個玻璃瓶，並把一隻老鼠放進去。這隻老鼠存活的時間，比在注入普通空氣的瓶子裡的老鼠多一倍。普里斯特利自己也吸過這種氣體，他說吸了以後，有好一陣子他感到十分輕鬆舒暢。

普里斯特利發現的這種氣體是氧氣。a可是，他稱這種氣體為脫燃素空氣，因為他認為自己找到的是不含「燃素」的普通空氣。「燃素」是人們假想出來的一種物質，當時有些人相信這種物質會妨礙燃燒。雖然普里斯特利的結論是錯的，但仍有很多人覺得這個發現是他「畢生最偉大的成就」。