Come sacerdote, Joseph Priestley era considerato un filosofo non ortodosso, sosteneva la Rivoluzione francese e le sue visioni impopolari causarono la sua casa e la sua cappella a Leeds, in Inghilterra, furono bruciate nel 1791. Priestley si trasferì in Pennsylvania nel 1794.
Joseph Priestley era un amico di Benjamin Franklin, che come Franklin stava sperimentando l'elettricità prima di rivolgere tutta la sua attenzione alla chimica negli anni 1770.
Priestley è stato il primo chimico a dimostrare che l'ossigeno era essenziale per la combustione e insieme allo svedese Carl Scheele è stato riconosciuto il merito di aver scoperto l'ossigeno isolando l'ossigeno allo stato gassoso. Priestley chiamò il gas "aria delogata", in seguito ribattezzata ossigeno da Antoine Lavoisier. Joseph Priestley scoprì anche acido cloridrico, protossido di azoto (gas esilarante), monossido di carbonio e anidride solforosa.
Nel 1767, Joseph Priestley inventò il primo bicchiere potabile di acqua gassata (acqua gassata).
Joseph Priestley ha pubblicato un documento intitolato Istruzioni per impregnare l'acqua con aria fissa (1772), che ha spiegato come fare acqua gassata. Tuttavia, Priestley non ha sfruttato il potenziale commerciale di alcun prodotto di acqua di soda.
15 aprile 1770, Joseph Priestley registrò la sua scoperta della capacità della gomma indiana di cancellare o cancellare i segni della matita di piombo. Ha scritto: "Ho visto una sostanza ottimamente adattata allo scopo di cancellare dalla carta il segno della matita nera". Queste furono le prime gomme che Priestley chiamò "gomma".