道尔顿的父母由于收入微薄又要养活子女6人，经济相当拮据。但当道尔顿6岁时，父母还是想方设法让他上了当地教友会办的农村小学。道尔顿的学习成绩并不突出，但他好学深思，有股韧劲，解不出难题决不甘休。对此，他的启蒙老师弗莱彻称赞说：“在教友会的孩子中间，就思想的成熟而论，谁也比不上约翰。”后来由于交不起学费，道尔顿被迫中途辍学。从12岁起小小年纪的他就在一所民办小学开始教书；农忙时还受雇干农活，过早地挑起了生活重担。虽身处逆境，但他仍坚持自学，毫不松懈。当地一位有学问的教友会绅士鲁滨孙是个自然科学爱好者，他十分欣赏这个宁静、谦逊、勤奋的孩子，宁愿放弃休息，在晚上给道尔顿讲授数学和物理等知识。鲁滨孙还爱好观测气象，自制了各种精巧仪器。在他的热心指导下，道尔顿开始进行气象观测。作为一项业余爱好，他兴趣盎然。

　　少年道尔顿的心弦被大自然美妙而和谐的景象深深拨动了。探索大气压力、温度、空气湿度、风力、降水量（雨或雪）等之间的微妙关系，不仅引人入胜，而且对人们的生活有着许多重要的实际意义。道尔顿久久地观察着气压计，陷入了沉思。如果能够发现支配这些复杂现象的规律，那么就可以预报天气了，这将会给农民和海员们带来多大的方便啊！诚然，这时的道尔顿还不可能意识到，气象观测工作实际上是他整个科学生涯的开始，气象观测活动及其研究是他以后建立科学原子论的先导。

　　1781年，15岁的道尔顿外出谋生，来到肯代尔镇他表兄兴办的寄宿学校（相当于初级中学）担任助理教员，一直在那里工作了12年。工作之余他发愤读书，无论是数学、自然科学，还是哲学、文学等都广泛涉猎。从德漠克利特的原子论到伽桑狄的复兴原子论，从玻意耳到牛顿对原子论的见解以及化学、物理方面的理论等，道尔顿都作了详细的历史考察。他在12年中读的书比以后50年中读的还要多。他的一生，勤奋自学的劲头始终旺盛、毫不减退。在博览群书的同时，道尔顿并没有放弃对气象观测活动的热爱。他把鲁滨孙先生临别赠送的礼物一一气压计挂在墙上，在校园里安装了雨量计。他的室内桌子上摆满了各式各样的玻璃仪器。这些仪器有的是买的，但大多是他自己制的。博览群书和气象观测使道尔顿深深感到，自然之谜是何其多啊！但是如何去解开这些自然之谜呢？从物理学、医学、化学，还是从气象学人手呢？他需要志同道合的朋友和导师，因为这时的道尔顿毕竟还太年轻。

　　在肯代尔，就像在伊格尔斯菲尔德，道尔顿幸运地寻觅到一位同他的爱好和性格都相似的朋友和导师，这就是盲人学者约翰?豪夫。道尔顿曾对豪夫的才智做过这样的介绍：“豪夫大约在2岁时因患天花失明，或许可以说他是在被夺去最宝贵的感官以后，创造了一个把天才与毅力结合起来的极其令人惊讶的神话。他掌握拉丁文、希腊文和法文，通晓数学，精通天文、化学、医学……”正是在这样一位盲学者的辅导与鼓励之下，道尔顿不仅学到了数学、哲学、自然科学以及拉丁文、希腊文、法文等方面的许多知识，，而且还学会了记气象日记，开始对自然界进行系统的科学观察。

　　道尔顿从1787年起坚持写气象日记，57年从未间断，全部观测记录超过20万条。可以说，道尔顿的科学研究工作是从对大气的观察和研究开始的。在以后漫长的岁月里，他始终以清贫生活为满足，把大部分时间用作科学观测与实验，或参加讲演会、论文宣读会等学术活动。“午夜方眠，黎明即起”——这是道尔顿的治学座右铭。他正是以这种强烈的事业心在科学探索的道路上不断前进，从而迎来了他才华横溢的鼎盛时期。

　　长期的自学生涯不仅锻炼出了道尔顿坚忍的进取精神，而且也培育出了他善于思索、勇于创新的科学素质。道尔顿从观测气象开始，进而研究空气的组成，发现空气虽然是多种成分（二氧化碳、氧气、氮气、水蒸气等）的混合物，但却能在外观上构成一种均匀体。原因何在？为了揭开这个谜底，他研究混合气体的扩散和分压，总结出气体分压定律，并推论出空气是由不同的微粒混合组成的。正是它们的运动产生了压力，实现了多种气体的扩散并使空气成为一种均匀体，从而确认了原子的客观存在。但道尔顿并没有就此止步，仅把它作为开始。他要实现把对原子的认识从定性变为定量的伟大目标。为此，他大胆而又独创性地引入了原子量的概念，并提出了用化学实验方法测定相对原子量的任务。这样，道尔顿就从气象学、物理学转入了化学领域，经过艰辛的实验与反复的思索，加上严格的逻辑推导，逐步建立起了科学原子论。

　　1803年10月21日，在英国曼彻斯特文学哲学学会上，道尔顿作了题为“关于水及其他液体对气体的吸收作用”的报告。在报告中道尔顿第一次阐明了他的科学原子论，并宣读了他的第一张原子量表。道尔顿抑制住内心的激动，郑重地指出：“我从未声称自己是第一个原子学说的提出者，德漠克利特、玻意耳、牛顿等先辈对此早就提出过。但是，以往的原子论有着一个共同点，即认为原子乃是一些大小不同而本质相同的微粒，并且纯属臆测。而我主张，相同元素的原子形状和大小都一样，不同元素的原子则不同；每种元素的原子重量都是确定不变的，原子的相对重量是可以测量的；每一元素的原子都以其原子量为基本特征。”据此，道尔顿公开宣布”探索物质的终极质点即原子的相对重量，到现在为止还是一个全新的问题。我近来从事这方面的研究，并获得相当成功。”

　　从1808年开始，道尔顿的思想、决心和行动结出了丰硕的果实，他的代表作《化学哲学的新体系》开始问世。该书全面而系统地阐述了他的原子论，充分显示出道尔顿肩负科学的使命而攀登到了光辉的顶点。

　　道尔顿的科学原子论思想引起了科学界尤其是化学界的广泛重视，尽管他测定的原子量与现在通用的原子量相比数值上误差很大。毕竟从此开始，人们把对物质结构的一个基本层次一一原子的认识真正建立在了科学的基础之上。正是由于道尔顿首次把原子量的概念引人化学，才使化学真正走上了定量的发展阶段。道尔顿的实验技术虽说不是一流的，他的不少自制仪器也比较粗糙，所得实验数据并不都很精确，何况他又有“色盲”的生理缺陷，然而这一切都没能阻挡住道尔顿对科学原子论的探索。同时代的学者曾赞叹道尔顿是“用头脑结束实验，以思维把握原子”。

　　道尔顿的原子论不但在英国，而且在整个欧洲科学界都引起了广泛的兴趣、重视和推崇。正如英国皇家学会会长、著名化学家戴维所评价的那样：“原子论是当代最伟大的科学成就，道尔顿在这方面的功绩可与开普勒在天文学方面的功绩媲美……可以预料，我们的后代一定会根据他的许多发现而肯定这一点，人们将把他作为榜样去追求有用的知识和真正的荣誉。”

　　曾有人问起道尔顿成功的秘诀，他这样回答道：“如果说我比周围的人获得了更多成就的话，那主要或几乎完全是由于不懈地努力。”