1811年,阿伏加德罗详细研究道尔顿原子论和盖·吕萨克的气体反应定律后提出分子学说.他首先肯定原子论和气体反应定律都是正确的,关键是原子论忽略了一个重要事实,那就是分子的存在.于是他提出分子假说如下：
（1）元素的最小单元是原子,但气体的最小单元并非原子,而是由几个原子组成的分子.也就是说,气体由分子组成,而分子由原子构成.例如,氧气、氢气都是由双原子分子组成的.气态化合物则是由分子组成,而化学物的分子是由不同原子构成的.例如,氨气由氨分子组成,而氨分子由3个氢原子和1个氮原子构成.
（2）在同温同压下,同体积的任何气体含有相同数目的分子.有了这两条分子假说,道尔顿原子论和盖·吕萨克的气体反应体积定律就得到圆满解释.
直到1858年,阿伏加德罗死后3年,他的学生意大利年轻化学家康尼查罗（Cannizzaro,1826-1910）在德国卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表会议上散发《化学哲学教程概要》的论文,把阿伏加德罗的分子学说用通俗语言阐明,才得到许多化学家赞同.不久康尼查罗又用分子学说原理测定许多物质分子量用实验事实证明分子的存在,至此才使原子学说和分子学说统一成原子－－分子学说.
（1）一切物质都是由分子构成的,分子是保持物质化学性质的最小微粒.
（2）分子不能用物理方法分割,但是用化学方法能使它分解.分子由原子构成,原子是用化学方法不能分割的微粒.
（3）原子和分子都在不断运动.原子和分子的种类不同,它们的大小、质量和性质也各不相同.
化学家们在通力合作下,几乎经历半个世纪的努力,化学界才确认原子－－分子学说,它为近代化学的发展提供扎实的理论基础,也是化学发展史上的又一里程碑.