وأثناء اجرائه بعض التجارب جنوبي انكلترا عام ١٧٧٤،‏ استطاع عزل غاز يزيد ضوء الشموع سطوعا.‏ وفي وقت لاحق،‏ وضع فأرا في زجاجة تحتوي ٦٠ ملِّيلترا من ذلك الغاز.‏ فتضاعفت مدة بقائه حيًّا،‏ نتيجةٌ ما كان ليحصل عليها لو كان هواء الزجاجة عاديًّا.‏ وبعدما استنشق بريستلي الغاز،‏ قال:‏ «شعرت ان صدري ظل خفيفا مدة من الوقت بشكل لم آلفه من قبل».‏

وهكذا اكتشف الاكسجين.‏a لكنه دعا هذا الغاز الهواء الذي لا يحتوي على اللاهوب.‏ فقد ظن انه اكتشف هواء عاديا يفتقر الى اللاهوب،‏ مادة افتراضية اعتُقد انها تمنع الاحتراق.‏ ورغم ان استنتاج بريستلي كان خاطئا،‏ لا يزال هذا الاكتشاف في نظر كثيرين «اعظم انجازاته».‏