舍勒最重要的发现是氧气，氧气的发现对推翻“燃素说”具有决定性的意义。那是在发现“劣质空气”两年之后，舍勒发现了一种“火焰空气”，并找到了一种制备纯净“火焰空气”的方法：把硝石放进曲颈瓶中加热，硝石熔化后，放出了气体，他设法把这种气体转移到瓶中以备做气体的性质实验。
舍勒把带有余烬的磷投入瓶中，磷猛烈地燃烧起来，并发出刺眼的光芒，一声爆炸，舍勒手中只剩下一些玻璃碎片。令舍勒感到惊奇的是煅烧汞灰的实验，当他把氧化汞放到玻璃瓶中煅烧时，红色的汞灰不见了，亮晶晶的水银珠析出来，他检验放出气体的性质，证明它就是“火焰空气”。
舍勒把这个实验结果告诉了他的朋友贝格曼，这位分析化学大师也百思不得其解，按着“燃素说”的理论，金属灰只有吸收燃素才能变成金属，但是金属汞怎么自己跑出来？而“火焰空气”又是如何产生的呢？
恰在这时，拉瓦锡于1774年1月出版了他的著作《物理与化学简编》，并以此书赠瑞典科学院及舍勒先生，舍勒马上回信，为感谢拉瓦锡的赠书，谈了他关于火焰空气的发现与制取方法，指明这是一种新发现的气体。
舍勒这些实验结果记述在《论火与空气》一书中，这本书定稿于1775年12月，交给了出版商准备出版，因为同时出版印刷的贝格曼著作延时的交稿，使舍勒的《论火与空气》一直拖到1777年才问世。
此时瑞典的国王正在欧洲旅行，听说国内的化学家舍勒在整个欧洲名气很大，就决定发给他一枚奖章，但是负责此事的官员认为既然是有名气的化学家，一定是在高等学府或是研究院。
发奖的结果令人捧腹，这枚奖章错发给斯德哥尔摩科学院一个也叫舍勒的科学家，此时正在小镇上当药剂师的舍勒一笑了之，对功名利禄全然不放在心上，继续研究他的化学。
在1777年舍勒的《论火与空气》发表后，他已经有足够的稿费，能够买下一座药房。于是舍勒就正式向他多年的挚友玛格丽特求婚。
原来在两年前，著名药剂师波尔过世时，舍勒被推荐到这家药房继任经理职务，波尔的妻子玛格丽特贤惠貌美，她把一部分房屋让出来给舍勒作实验室，舍勒从此埋头于科学研究，在与玛格丽特的接触中，两人产生了感情，并逐渐演变为爱情，但是舍勒把爱埋在心里，直到今日事业有成、经济宽裕之时才重新提出与玛格丽特的婚姻问题。
“玛格丽特，我现在已经不是一个经理了，我已经拥有了自己的药房，可以称得上是富裕的人了，我有资格向你求婚吗？你愿意做我的妻子吗？”
“当然，我非常爱你，你现在是我唯一的亲人，但是我丈夫才过世二年，你不要操之过急。”
舍勒明白了玛格丽特的心意，也就没有再提这件事，转而全身心地投入到化学研究中，在玛格丽特的支持下完成了一系列的化学发现。
忘我的工作，长年累月的辛劳，使舍勒染上了脚疼病，玛格丽特就精心照料他，后来舍勒又患上了哮喘病，到1786年春天，舍勒觉得病体稍有好转，就对玛格丽特说：“亲爱的，只要我能站立起来，我们就马上结婚。”
“是的，你安心养病吧。”
“就定在这个星期日吧。”
到星期日时，舍勒请来了亲朋好友，与玛格丽特举行了订婚仪式，但是不久舍勒的病情进一步恶化，他再次对玛格丽特说：“看来我活不多久了，你去把牧师请来，咱们就在家里举行婚礼吧，我们相依为命11年，我要在上帝面前履行我的诺言，同时也可以名正言顺地把遗产留给你。”
1786年5月19日，舍勒与玛格丽特举行了婚礼，两天后，年仅44岁的舍勒就告别了他亲爱的夫人，与世长辞。舍勒的一生为气体化学的发展做出了杰出的贡献，他不仅制取了氮气和氧气，还证明了它们均是空气的组成部分，他还发现了氯气、氨气和氯化氢体。
几乎在舍勒发现氧气的同一时间，1774年8月1日，普里斯特里利用一个直径12英寸、焦距20英寸的大凸透镜聚日光加热汞灰。他看到汞灰中有涌动的迹象，是气体在冒出，普里斯特里一阵激动，渐渐地有汞珠出现，是氧化汞分解为汞了。他收集冒出的气体，并把红热的木炭放进这种气体中，眼前一片耀眼的光芒闪现，这种气体肯定不是空气。
其实在17世纪时，已经有人通过燃烧与呼吸作用的研究，认识到空气中含有两种截然不同的气体，如荷兰化学家德莱贝尔就曾经使用硝石加热制得了氧气，但可惜的是他没有对这种气体的性质进行深入的探讨。
普里斯特里把小白鼠放入这种气体中，看状态，小白鼠在里面舒服极了，真是一种奇特的气体，他也情不自禁地用吸管吸入一些这种气体，立即感到一阵轻松，他马上记录下他的感受，“这种气体一经吸入，身心觉得十分轻快舒畅，也许这种纯洁的空气在若干年后会成为时髦的奢侈品，不过现在，只有一只小白鼠和我在分享它所带来的欢乐。”
普里斯特里也是“燃素说”的信徒，他把这种气体称为“失燃素空气”，并在1776年发表了研究成果，他的研究成果比舍勒的研究成果较早地为世人所知（舍勒的著作迟在1777年问世），因此产生了较大的影响。
普里斯特里在化学与物理学方面的研究成果，使他入主法兰西科学院名誉院士，并在1780年当选为彼得堡科学院名誉院士，不过受“燃素说”影响极深的普里斯特里认为，氧气和氮气的差别在于前者不含有燃素，而后者却被燃素饱和了，普通空气则介于二者之间。
尽管舍勒与普里斯特里已经发现了氧气，但是他们没有再向前走一步，向“燃素说”宣战，而是维护“燃素说”的地位，普里斯特里晚年的时候，还写了他生平最后一本论著《论燃素》。
其实舍勒的“火焰空气”与普里斯特里的“失燃素空气”为同一物质，它就是在1777年被拉瓦锡命名的氧气（Oxygene/成酸的元素）。
在对气体的研究过程中，普里斯特里使用铁与稀硝酸反应，利用排水银集气法，制得了“硝酸空气（一氧化氮）”，当他把集气瓶打开，俯下身去嗅这种气体的味道时，他感到意外，无色的气体迅速挥发并变成一种红棕色的气体（二氧化氮），这种气体有强烈的硝酸气味。
他还制得了碱空气（氨）、盐酸空气（氯化氢）、二氧化硫等气体，并在1774年制得了氟化氢、氟化硅，1796年制得一氧化碳，他前后发现、制取了10种气体，为气体化学的发展奠定了基础，被世人誉为“气体化学之父”。
经过多年的研究工作，普里斯特里开始著书立说，并完成了巨著《论各种不同的空气》，对他多年的气体研究工作进行了总结，全书共分三卷，不仅介绍了自己的研究工作，还介绍了克拉克与卡文迪许等人的气体研究成果，极大地丰富了气体化学。
普里斯特里采用水吸收二氧化碳的方法制成了汽水，并出版了《用固定空气使水饱和的方法》，还译成了法文本。
普里斯特里的正式职业是牧师，业余爱好是化学研究，没有想到的是业余爱好却使他名扬天下。当法国大革命发生后，普里斯特里为宣传革命到处发表演说，结果遭到反对派的迫害，住宅一夜之间化为灰烬，他不得已迁往伦敦居住，最后又移居美国，1804年2月6日，在美国逝世。
美国为了纪念他为化学做出的贡献，把他的住宅改建为博物馆，并且在博物馆旁边使用耐火材料另建了一座房子，陈列着许多当年的化学仪器，多数都是普里斯特里亲手制作的，著名的“大透镜”也在其中。
氧气问世后，“固定空气”组成之谜也被揭开了，他把氧气与碳放在一起燃烧，生成了一种气体，这种气体当然就是由氧与碳组成的。后来通过更为精确的实验，他证明了“固定空气”中的碳、氧元素比例为1∶2，化学上称为二氧化碳。到此历经了1500年的二氧化碳终于揭开了它神秘的面纱。
氧气问世后，卡文迪许将氢气与氧气用电火花引爆，认为大约2份体积的氢气与1份体积的氧气恰好化合成水，但是他还是抱着“燃素说”不放，说“水是一种元素，氢是含有多余燃素的水，氧是缺少燃素的水。”
他在进行氢气与氧气（不够纯净）的反应时，制得了水，但是他发现水有酸性味道，就经过一系列化学处理，得到一种硝酸盐，他认为这是氮气与氧气反应生成一氧化氮溶于水后产生的硝酸，由此证明氮元素是硝酸的组成之一。
1789年，卡文迪许测定出地球的平均密度是水的5481倍，从而计算出地球的质量与万有引力定律的恒量G，成为牛顿以来对引力科学的最大贡献，一时轰动英国。
1810年3月10日，卡文迪许与世长辞，享年79岁。他留下的遗产为英国剑桥大学建了一座世界上第一流的物理实验室，并被命名为卡文迪许实验室。
卡文迪许一直没有结婚，把他的毕生精力献给了科学事业，有人非常形象地评价这位科学家：“有学问人中最富有的、富有人中最有学问的。”他一生的科学成就概括起来主要有七个方面：（1）找到气体的收集方法；
（2）研究了氢气的性质；
（3）确认了水的组成是氢气和氧气；
（4）证明了硝酸的组成；
（5）发现了氮气；
（6）对热现象与电学进行了研究；
（7）测定了地球的平均密度。
18世纪的气体发现波澜壮阔，为拉瓦锡的“氧化学说”的出世奠定了基础，为“燃素说”的寿终正寝掘好了坟墓。
克拉克认为酸与石灰石作用产生的气体，石灰石煅烧放出的气体都是空气的一种表现形式，并命名为“固定空气”。
“可燃空气”不是来自酸，而是来自金属，它就是金属中的燃素。这就是后来为拉瓦锡命名的氢气。
罗瑟福发现了“浊气”，认为只不过是“被燃素饱和的空气”；卡文迪许认为这种气体是“燃素化的空气”。普里斯特里也认为是“被燃素饱和了的空气”。舍勒称它为“劣质空气”。其实他们发现的气体就是后来被拉瓦锡命名的氮气。
舍勒最先发现了“火焰空气”，但是他仍然没有认识到燃烧的本质，而是错误地把火看成是“火焰空气”与“燃素”的结合体；普里斯特里却认为是“失燃素空气”其实就是后来被拉瓦锡命名的氧气。
拉瓦锡是何许人也？他戴上了氢气元素发现者的桂冠；他借助几个人对氮气的研究成果，摆脱了“燃素说”的束缚，获得了氮元素的命名权；他利用舍勒与普里斯特里对氧气的实验结果，从理论的高度创造了“氧化学说”，真是化学界的天才，可是天才却落得一个化学史上最悲惨的结局。