Modern kimyaya geçiş, deneylerde kullanılan maddeler arasında sayısal ilişkilerin kurulması ve teorilerin doğrudan deney sonuçları ile ilişkilendirilip test edilmesi ile başlar. Bu dönem 18 ile 19. yüzyıl ve sonrasını kapsar. Simyacılar tarafından belli bir düzene konmuş olan simya geleneğinin temel eksiği, bazı kabullerinin tamamen öznel (subjektif) olmasıdır. Simya çağı, element için objektif bir tanım geliştiren Robert Boyle ile sona ermiştir. Boyle, bilimsel yöntemleri kullanarak elementler ve bileşikler hakkında modern fikirler ortaya koyan ilk bilim insanıdır. Robert Boyle’un kimya ve fizik alanında bir çok eseri bulunmaktadır. Bu eserlerin en ünlüsü Kuşkucu Kimyager adlı kitabıdır. Boyle “Bilinen hiçbir yöntemle kendinden daha basit maddelere ayrıştırılamayan her saf madde elementtir.” tanımını yaparak Aristo’nun dört elementinden biri olan suyun element olmadığını ortaya koydu. Çünkü su, daha basit maddeler olan hidrojen ve oksijen elementlerine ayrılabiliyordu. Boyle’un element tanımındaki eksiklik sodyum hidroksit (NaOH), kireç (CaO) ve su (H2O) gibi ısı ile zor ayrışan maddeleri element kabul etmesidir.
Modern Kimyanın öncüsü olan ve 18. yüzyılda yaşayan Lavoisier Antoine Lavoisier (Antuan Lavoizi) yaptığı deneyde, bir miktar kalay metalini içi hava dolu bir cam balona koyup ağzını kapatarak tartmıştır. Cam balonun ağzını açmadan ısıttığında balonda beyaz bir toz oluştuğunu gözlemlemiştir. Bu cam balonu tekrar tarttığında başlangıçtaki ağırlığın değişmediğini görmüştür. Deneylerinde teraziyi kullanarak Kütlenin Korunumu Kanununu bulmuştur. Ayrıca, oksijenin havada bulunan ve yanmaya neden olan bir gaz olduğunu ve yanan madde ile birleşerek oksitleri oluşturduğunu bulmuştur. Bu yüzden modern kimya biliminin babası olarak bilinir. Bu gelişmelerin ışığında kimya, hem kuramsal açıklamaların geliştirildiği hem de bu kuramların dikkatli deney, gözlem ve ölçümlerle test edildiği bir bilim dalı olarak ortaya çıkmıştır. Kimya; maddenin yapısını, bileşimini ve özelliklerini, uğradıkları dönüşümleri, maddelerin diğer maddelerle ve enerji ile etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. 19. ve 20. yüzyılda kimya bilimi önceki dönemlerle kıyaslanamayacak derecede büyük bir gelişme göstermiş ve toplumsal yaşamda da alabildiğine etkili olmuştur. Artık tarımda, sanayide, tıpta; boyaların, gübrelerin, ilaçların, patlayıcı maddelerin, gazların, kağıtların, katı ve sıvı yağların, çamaşır tozlarının, kozmetik ürünlerin, yapı malzemelerinin, metallerin, cam ve seramik üretiminde hemen hemen her yerde kimya yerini almaya başlamıştır