Durante sua vida, a considerável reputação científica de Priestley baseou-se em seu invento da "
água carbonatada", seus escritos sobre a
electricidade, e sua descoberta de vários "
ares" (
gases), sendo a mais famosa dentre suas descobertas o "ar deflogisticado" (
oxigênio). No entanto, sua determinação em defender a
Teoria do flogisto para rejeitar o que passaria a ser a
Revolução Química, eventualmente deixava o invento oculto no interior da comunidade científica.
A
ciência de Priestley foi sempre associada a sua
teologia, e ele tentou consistentemente unir
racionalismo iluminista com o
teísmo cristão. Em seus textos de
metafísica, tentou combinar
teísmo,
materialismo, e
determinismo, um projeto que tem sido chamado de "audacioso e original". Ele acreditava que uma compreensão adequada do mundo natural deveria promover o progresso humano e, talvez, ter como consequência o evento dos
Cristãos do Milênio. Priestley, que acreditava firmemente no livre e aberto intercâmbio de ideias, defendia a tolerância religiosa e igualdade de direitos para os
religiosos dissidentes, o que também o levou a participar do unitarismo na Inglaterra. A natureza controversa de suas publicações, combinada com o seu apoio direto à
Revolução Francesa, suscitou suspeitas governamentais; ele acabou por ser obrigado a fugir para os
Estados Unidos após os
distúrbios de Birmingham, em
1791.