自古以来，人们认为水是组成物质的一种元素，不可再分。
18世纪中叶，英国化学家普利斯特里将锌加入稀硫酸中制得“可燃空气”，将“可燃空气”与空气混合点燃，发现容器内壁上出现了水雾。1781年，英国化学家卡文迪许用纯氧代替空气完成了普利斯特里的实验，得出“水是一种结合物而不是简单元素”的结论。
1783年，法国化学家拉瓦锡将水蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管的质量增加，经研究证明铁转化为四氧化三铁。至此，水不是单一元素物质，而是由氢、氧两种元素组成的观点得到了化学界公认。
1800年，英国化学家尼科尔森通过用伏打电池在常温下对水进行通电分解，得到氢气和氧气，再次确认了水的组成。
