Когда впервые обнаруживается, что некоторая идея объясняет или коррелирует многие факты, то такую идею называют гипотезой. Гипотезу можно подвергнуть дальнейшей проверке и экспериментально подтвердить выводы, которые из нее следуют. Если гипотеза при этом согласуется с результатами эксперимента, то ее называют теорией или законом.
Теория, например атомная теория, обычно включает некоторые представления о строении той или иной части Вселенной, тогда как закон может быть просто обобщением положений, относящихся к экспериментально выявленным фактам. Так, существует закон постоянства углов между гранями в кристаллах. Этот закон утверждает, что при измерении углов между соответствующими гранями нескольких кристаллов одного и того же чистого вещества оказывается, что величины этих углов одинаковы. Закон просто выражает тот факт, что углы между соответствующими гранями кристалла чистого вещества одинаковы независимо от того, большой это кристалл или маленький; какого-либо объяснения самому этому факту закон не дает. Объяснение дает атомная теория кристаллов — теория, которая исходит из того, что атомы в кристаллах расположены в определенном порядке (что будет описано в последующих разделах данной главы).
Следует отметить, что химики и ученые других специальностей используют слово «теория» в двух несколько отличающихся значениях. Первое значение этого слова соответствует описанному выше, а именно: под теорией понимают гипотезу, получившую необходимое подтверждение. Слово «теория» во втором значении — это систематизированный комплекс знаний, включающий факты, законы, теории (в ограниченном смысле, указанном выше), выводы и т. д. Под атомистической теорией, следовательно, понимают не только представление о том, что вещества состоят из атомов, но также и все факты, относящиеся к веществу, которые можно объяснить и истолковать на основании представлений об атомах, а также положения, выдвинутые для объяснения свойств веществ на основании их атомного строения.