En 1774, alors qu’il menait des expériences dans le sud de l’Angleterre, Priestley a repéré un gaz remarquable capable de donner à la flamme d’une bougie un éclat plus vif. Plus tard, il a placé une souris sous une cloche et y a introduit deux onces (60 millilitres) de ce gaz. La souris a survécu deux fois plus longtemps qu’elle ne l’aurait fait sous une cloche remplie d’air commun ! Priestley lui-​même a respiré de ce gaz et a dit : « Il me sembla ensuite que ma poitrine se trouvait singulièrement dégagée et à l’aise pendant quelque temps. »

Priestley venait de découvrir l’existence de l’oxygènea. Mais il appelait ce gaz « air déphlogistiqué », pensant qu’il s’agissait d’air ordinaire qui ne contenait pas de phlogistique, une substance dont on supposait l’existence et qui était censée freiner la combustion. Sa conclusion était fausse, mais beaucoup considèrent toujours que cette découverte a marqué « l’apogée de sa carrière ».