Membre d’una família benestant, estudià dret per seguir una tradició familiar, però la seva vocació científica es manifestà aviat amb un treball premiat per l’Académie des Sciences. El seu Traité élémentaire de chimie (1789), obra fonamental, desenvolupa la teoria correcta de la combustió (combinació de l’oxigen amb altres substàncies), bandeja la vella idea del flogist i fa néixer la química moderna, sota el principi de la conservació de la matèria. Poc temps abans, perfeccionant experiments de Cavendish i de Priestley, havia obtingut l’"aire inflamable” i l’"aire vital” (que ell anomenà hidrogen i oxigen , respectivament) i havia assenyalat que són els dos components de l’aigua, que fou descomposta i després sintetitzada per ell mateix al laboratori, en col·laboració amb Meusnier (1785). També demostrà que l’aire atmosfèric no és un cos simple, sinó una mescla d’oxigen i nitrogen, i interpretà correctament la natura composta dels àcids sulfúric, fosfòric, etc. En l’obra col·lectiva Méthode de nomenclature chimique (1787), contribuí decididament a posar les bases de la nomenclatura química actual. Finalment, aplicà els seus coneixements químics a la fisiologia, i il·luminà el mecanisme de la respiració i de la combustió interna dels éssers vius. La mort de Lluís XVI l’apartà dels autors de la Revolució Francesa, amb els quals havia simpatitzat. Havent passat a l’oposició, fou guillotinat a l’època del Terror.