近代实验科学刚兴起时,人类首先研究的是周围的空气。英国的玻意耳也是在这时候开始他们的气体研究的。
　　1659年,他了解到盖利克的神奇的抽气泵之后，决心设计出更好的抽气机。他与年轻的助手胡克制造出了精密的抽人民币机，波意耳用这种抽人民币机做了一系列关于空气压力和稀薄空气中的现象的实验，并于1660年出版了《关于空气弹性及其效应的物理、力学新实验》一书。在该书中他叙友谊赛了实验结果：在排气泵容器中气压计水银柱下降；在真空中虹吸作用失效；压力降低时沸点降低在抽成真空的容器中动物（蜜蜂、鼠、鳝鱼等）不能维持生命，钟表不能传出嘀嗒声等等。这在今天看来是非常普遍的常识，但在当时却很新鲜。在这本书中，玻意耳提出了对气体“弹性”的两种可能解释。一种认为把气体微粒看成是许多细小弹性游丝；另一种认为微粒在热的扰动下不断作旋涡运动，由这种运动引起弹性。但书出版后却得到荷兰的以研究科学为名的教会神父利努斯的攻击。利努斯不相信关于存在真空的说法，他认为空气的重量和弹性不能够大到足以承受托里拆利管中的29英寸水银柱的重量，并与之均衡。他说气压表中的水银柱是由某种特殊的无形的线悬挂住的，这无形的线就在管子的上端。他甚至要求在将玻璃管理上端封口时用手摸一摸，企图找出这根无形的线。为了反驳这一无端的批评，玻意耳发表了《关于空气的弹力和重量学说的答辩》，并决定重新做实验。从这个意义上来说，还得感谢这位利努斯神父，如果没有这一荒谬的批评，玻意耳也许永远不会发现以他的名字命名的定律。玻意耳把一根长玻璃管弯成二臂和短不等的U形管（虹吸管），把短的一臂上端封住，附上标尺，然后把水银一点一点灌入管内，使水银在玻璃管两边相等，记下刻度。再灌进水银肝至封闭的一边的空气食糖压缩到原来的一半，玻意耳发现此时管子长臂中的水银比另一臂高出29英寸。这说明“当空气的密度啬到约为原来的两倍时，它的弹性也增加两倍”。但这根玻璃管偶然被打碎了，玻意耳又重新作了一根更长的管子，约有8英尺高。由于在室内用太长了，因此只能在二层楼的楼梯里用绳子吊起来作实验。他使密封空气的压力在1-英寸到117-英寸高银柱之间变化，从一个极端到另一个极端做了40多次实验，每一次都把观察值与按设想“温度一定时，压力与膨胀成反比的假设”应得的值作比较，发现两者非常相符合，从而得到了历史上除运动现象之外的又一个度量的自然规律。
　　1666年，玻意耳发表了《流体静力学佯谬》一文，有力地驳斥了那种轻的流体不能对重的流体施加压力的传统偏见，得出了气体的体积与压强成反比的关系，这就是正玻意耳气体定律的最初发表形式，它为分子运动论的发展开辟了道路。一个世纪以后，法国人查理和盖一吕萨克建立了更全面的定量规律。