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Dedica a vida ao ensino e à pesquisa, dando aula em Kendal e Manchester. Desenvolve trabalhos significativos nas áreas de meteorologia, física, gramática e linguística, além da química. Apesar de conhecida entre os cientistas da época a ideia de que a matéria se compõe de átomos, é Dalton quem estabelece seu modelo definitivo.
Apresenta sua Teoria Atômica em uma série de conferências realizadas na Royal Institution de Londres entre 1803 e 1807. Seu nome entra para a história da ciência também por causa da descoberta e descrição do daltonismo, deficiência visual para diferenciar as cores, da qual é portador.
Percebe o problema ainda jovem e, ao pesquisar o fenômeno em outras pessoas, observa que algumas sofrem de daltonismo apenas em circunstâncias especiais e que a cegueira cromática é mais acentuada no campo do vermelho (protanopsia) ou do verde (deuteranopsia).
