Em 1771, Lavoisier casou-se com uma jovem aristocrata, Marie-Anne Pierrette Paulze. Ela viria a se tornar um de seus mais importantes colaboradores, traduzindo para o francês obras importantes, em inglês e latim, de outros cientistas, e ilustrando os trabalhos de Lavoisier.
Contestou a “teoria flogística”, segundo a qual a substância inflamável era rica em flogístico, por isso era possível observar o fenômeno da queima ou combustão.
Por volta de 1783, depois de várias experiências, o gás que o químico Preiestley chamara de “ar perfeito”, recebeu de Lavoisier o nome de Oxigênio. Estava resolvido o problema químico da época, provando a ligação entre o oxigênio e o fogo.
Reproduziu as experiências de Henry Cavendish, com um gás combustível, o que resultou na sua descoberta da composição química da água, capaz de apagar a maioria dos fogos. Sua estrutura é composta de oxigênio, sem o qual nada pode queimar, e de hidrogênio, que pega fogo tão prontamente. Lavoisier também batizou o “ar inflamável”, hidrogênio.
Seu importante estudo sobre a conservação das massas é essencial hoje para realizarmos contas no balanceamento químico.