為了確立科學的原子論觀點，道爾頓以極大的熱情投入到實驗工作中，以求物質的相對質量，推出物質的終極質點或原子的相對質量。他測算各種不同元素原子的相對質量，還考察了其他化學家的大量實驗數據，寫下了第一張相對原子量表，總結出：最輕的元素就是氫，把氫的原子量相對地定為1是較合理的。1803年10月21日，在曼徹斯特文學哲學學會上，道爾頓作了題為《關於水及其他液體對氣體的吸收作用》的報告，在報告中第一次闡明了他的科學原子論，並宣讀了他的第一張原子量表。
道爾頓的這一新思想引起了科學界尤其是化學界的廣泛重視。盡管他測定的原子量與現在通用的原子量相比，數值上有較大的誤差，因為他把有些原子的當量當成了原子量，但是這畢竟是人們開始把對物質結構的基本層次——原子量的認識建立在科學基礎之上了。正是由於道爾頓首先把原子量的發現引入化學，才使化學真正走上了定量的發展階段。
道爾頓的原子論不但在英國，而且在整個歐洲學界都引起了很大的轟動，受到普遍重視和推崇。1816年，道爾頓被選為法國科學院通訊院士。1817年又被選為曼徹斯特文學哲學學會會長，一直任職到逝世時為止。1822年在戴維的提議下，道爾頓成為英國皇家學會的會員。1826年，英國政府授予道爾頓金質勳章。在其後的幾年裏，道爾頓還被授予多種榮譽稱號和牛津大學的法學博士學位。
享有盛譽的道爾頓是如何麵對這些的呢？他的摯友威廉·享利博士作了描述：“道爾頓先生從來沒有，也從來不希望從政府方麵得到任何報酬或獎勵。我敢斷言，他從來沒有追求這些。
”
他追求的是科學，是對人類的貢獻。早在1788年，道爾頓從事氣象研究時就談過：“如果我們能預測天氣狀況，從而給農民、海員以及整個人類帶來巨大的利益，那麼，一個為了實現這個目標而作出貢獻的人，不管用什麼方式，都不能算是枉費精力或虛度一生了。”正是為了追求這個目標，道爾頓一生清貧、儉樸、勤奮，終身過著獨自生活，沒有結婚，“沒有時間交女友，談愛情。”正如科學史家羅斯科說的那樣：“沒有堅持不懈的努力，天才也很少會有成就。而道爾頓正是具有這種鍥而不舍的品格的人。”
發現色盲症在一個聖誕節前夕，道爾頓給他的媽媽買了一雙“棕灰色”的襪子做為聖誕節的禮物。當媽媽看到襪子時，感到襪子的顏色過於鮮豔，就對道爾頓說：“你買的這雙櫻桃紅色的襪子，讓我怎麼穿呢？”道爾頓感到非常奇怪：襪子明明是棕灰色的，為什麼媽媽說是櫻桃紅色的呢？疑惑不解的道爾頓拿著襪子又去問弟弟和周圍的人，除了弟弟與自己的看法相同以外，被問的其他人都說襪子是櫻桃紅色的，道爾頓對這件小事沒有輕易地放過。他經過認真的分析比較，發現他和弟弟的色覺與別人不同。原來，自己和弟弟都是色盲。道爾頓雖然不是生物學家和醫學家，卻成了第一個發現色盲的人，也是第一個被發現的色盲症患者，為此他寫了篇論文《論色盲》，成為世界上第一個提出色盲問題的人。後來，人們為了紀念他，又把色盲症稱為道爾頓症。經科學家研究發現，人類的色覺，可以分為色覺正常和色覺障礙，根據三原色學說，可見光內任何顏色都是由紅、綠、藍三色組成的，在醫學上，對能夠辨認三原色的人，稱為三色視，這樣人的辨色能力完全正常，而對完全不能辨認某種顏色的人，稱為色盲症患者。在色盲症患者中，如果有一種原色不能辨認，稱為二色視，這種人主要表現為紅色盲和綠色盲；如果三種原色都不能辨別，稱為全色盲。如果某人對顏色的辨認能力比較低，稱為色弱，在色弱患者中，也主要是紅色弱和綠色弱，藍色盲與藍色弱很少見。所以，色盲障礙主要是先天性全色盲（常染色體隱性遺傳）和先天性紅綠色盲與色弱。
道爾頓和他的弟弟患的就是紅綠色盲，這種病是一種最常見的人類伴性遺傳病。
這種病是由位於X染色體上隱性基因（b）控製的。Y染色體由於過於短小而沒有這種基因。因此，紅綠色盲基因是隨著X染色體向後代遺傳的，根據基因B和基因b的顯隱性關係（即隻要有正常基因B存在就顯現正常性狀，正常基因B為顯性基因，色盲基因b為隱性基因），人的正常色覺與紅綠色盲的基因型和表現型可以有以下五種情況（見下表）：
女性男性
基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY
表現型正常正常（攜帶者）色盲正常色盲人類的紅綠色盲是如何遺傳的呢？它主要有以下幾種情況：