拉瓦锡实验原理是：氧化损耗的氧气量等于还原生成的氧气量（占空气的百分20左右），氧化反应消耗了容器中的氧气，发现容器中气体的体积减少了五分之一，于是推断出这五分之一的气体跟燃烧有关，由此发现了氧气，推翻了燃素说，容器内原来五分之四的气体被称为氮气（意思是不支持燃烧的气体）。

拉瓦锡把少量的汞（水银）放在密闭的容器里，连续加热达十二天之久，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了五分之一。拉瓦锡研究了剩余的那部分空气，发现这部分空气既不能供给人类及动物呼吸来维持人类及动物的生命，也不能支持可燃物的燃烧，他误认为这些气体都是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）。拉瓦锡再把汞表面上所生成的红色粉末（现已证明是***）收集起来，放在另一个较小的容器里经过强热后，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那部分体积。

他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约五分之四体积的气体里去，结果得到的气体同空气的物理性质、化学性质都完全一样。通过这些实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气所组成的这一结论。他由此得出氧气占空气总体积的五分之一。