他用燃烧的氧化理论宣告了传统“燃素说”的破产，引发了一场为现代化学奠定基础的革命。
18世纪，在法国化学家拉瓦锡决心献身于化学科学的时候，这门古老的科学仍然停滞在中世纪的水平，“燃素说”盛行一时。
怎样才能让“氧化说”打倒“燃素说”呢？拉瓦锡让太阳聚焦，加热三仙丹，实际是使三仙丹的主要成分氧化汞分解，还原成水银，释放出氧气。拉瓦锡想，能不能把实验从另外一个方向进行，让水银先变成红色的氧化汞，然后再使它分解呢？如果能做到这一点，参加两次反应的物质就可以精确地计算出重量来，从而证明根本没有什么“燃素”参与其中了。
拉瓦锡找到了正确的实验方法，便开始设计自己具有划时代意义的实验。
他在一个曲颈瓶里放入已经称量好的少量水银，曲颈瓶口用一个玻璃罩罩上，并与盛水银的槽相通，玻璃罩的体积是已知的。接着，他加热曲颈瓶使水银沸腾，12天后，银白色的水银上浮起了许多红色鳞斑似的浮渣，使玻璃罩里的水银平面上升了，空气的体积减少了五分之一，这减少的空气已经与水银合为一体，变成了红色的氧化汞。
随后，拉瓦锡把点燃的小蜡烛放入玻璃罩内，烛火立即熄灭。又放进小白鼠，小白鼠也窒息而死（因为缺氧）。
实验第一阶段结束后，拉瓦锡把红色氧化汞收集起来，称出它的重量，它明显地比相同体积的水银重，那是因为它是由两种物质构成的。实验的第二天，拉瓦锡将这些红色浮渣密封在一个曲颈瓶内再加热。红色物体又分解成水银和无色气体。气体的体积恰恰等于加热水银时玻璃罩中减少的体积。
拉瓦锡用这一经典型的实验证明了自己的“氧化说”，完全推翻了统治化学界70多年的“燃素说”，从而创立了新的燃烧理论。在空气中加热金属时，金属与氧气化合生成了氧化物，所以生成物比原来的金属重。
拉瓦锡把助燃部分的空气命名为“氧气”，通过这些实验，拉瓦锡第一次为元素下了定义，称元素为“一种用化学分解方法不能分解成任何更简单的物质的那种物质”。