در این نظریه، ذرات زیراتمی مانند الکترون، پروتون و نوترون در نظر گرفته نشدند
دالتون بیان کرد که اتم‌ها غیرقابل مشاهده هستند. اما، پس از کشف ذرات زیراتمی، این فرضیه زیر سوال رفت
در این نظریه، ایزوتوپ‌ها در نظر گرفته نشدند. بر طبق این نظریه، جرم و چگالی اتم‌ها در عنصری مشخص یکسان هستند، اما ایزوتوپ‌های متفاوت عنصرها، جرم‌های اتمی متفاوتی دارند (به عنوان مثال، هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم)
در این نظریه، ایزوبارها در نظر گرفته نشده‌اند. بر طبق نظریه اتمی دالتون، جرم‌های اتم‌ها در عنصرهای متفاوت باید با یکدیگر فرق داشته باشند
اما، گاهی ممکن است عدد جرمی دو عنصر مختلف، یکسان باشد. به این اتم‌ها ایزوبار گفته می‌شود (به عنوان مثال، 40Ar40Ar و 40Ca40Ca)
برای تشکیل ترکیب‌های مختلف، نیازی نیست که عنصرها با نسبت‌های کوچک و صحیح با یکدیگر ترکیب شوند
در برخی از ترکیب‌های آلی پیچیده نسبت‌های ساده اتم‌های تشکیل شونده رعایت نشده است (مانند شکر)
در این نظریه آلوتروپ‌ها در نظر گرفته نشده‌اند. به عنوان مثال، الماس و گرافیت تنها از اتم‌های کربن ساخته شده‌اند، اما مشخصات آن‌ها با یکدیگر بسیار متفاوت هستند
