Шведский химик, развил представления химической атомистики, разработал электрохимическую теорию состава веществ, заложил основы современной химической символики и номенклатуры.

Уже в начале своей научной деятельности Берцелиус выдвинул представления, на основе которых впоследствии и была создана электрохимическая теория. Ученый считал, что у атомов одних веществ преобладает положительный заряд, у атомов других - отрицательный. Берцелиус распределил все известные тогда элементы в ряд, который начинался самым электроотрицательным элементом (кислородом) и кончался самым электроположительным (им считался калий). Все элементы ученый разделил на два класса: электроположительные - металлы - и электроотрицательные - неметаллические вещества. Их он назвал металлоидами.

По мнению Берцелиуса, все химические реакции сводятся к взаимодействию положительно и отрицательно электрически заряженных частиц. С точки зрения электрохимической дуалистической теории состава вещества каждое соединение должно состоять из двух частей: электроположительной и электроотрицательной. Эта теория в первой трети XIX в. была признана большинством химиков и широко применялась для объяснения различных явлений.

Однако на ее основе невозможно было объяснить многие важные превращения органических веществ, например реакцию замещения. Поэтому с 1830-х гг. электрохимическая теория стала подвергаться критике и постепенно утратила свое господствующее значение. Однако положенная в ее основу идея об электрической природе химических соединений оказалась рациональной и впоследствии возродилась как в электрохимических представлениях о природе растворов электролитов, так и в современных электронных теориях строения веществ.

Исследования Берцелиуса сыграли значительную роль и в становлении химической атомистики. С замечательной точностью ученый определил атомные массы 46 из 55 известных в то время элементов, а также установил состав примерно 2000 соединений.

Берцелиус открыл новые элементы: церий, торий, селен, кремний, выделил в свободном состоянии цирконий, титан, тантал. Он также усовершенствовал методы проведения лабораторных исследований: начал применять резиновые трубки и пробки, предложил новые конструкции деревянных штативов, сделал более точными методы взвешивания веществ и их разделения.

Будучи крупнейшим ученым своего времени; Берцелиус обогатил открытиями различные области химической науки. Он ввел такие важнейшие понятия, как органическая химия, катализ, аллотропия, изомерия.

Большой заслугой ученого стала реформа химического языка - химической номенклатуры. Современные символы химических элементов были предложены Берцелиусом.