Les œuvres de Priestley forment 70 vol. On estime surtout son Histoire de l'électricité, 1761 (trad.par Brisson, 1771); son Hist. des découvertes relatives à la vision, 1771, et ses Expériences sur les diverses espèces d'air (trad. par J. Gibelin,1775).

II fut le premier à découvrir et à isoler l'oxygène (1774), qu'il nomma air déphlogistiqué, et fraya ainsi la route à Lavoisier en outre, il découvrit le lien nécessaire qui unit le règne animal au règne végétal, donna des notions exactes sur la respiration, la combustion, la calcination et isola quelques gaz : azote, bioxyde d'azote, acide chlorhydrique, ammoniac, protoxyde d'azote, acide sulfureux, oxyde de carbone, etc.; mais il eut le tort de continuer à soutenir la doctrine du phlogistique, qui ne s'accordait plus avec ses propres découvertes. En philosophie, Priestley soutint les doctrines de Hartley, combattit Reid dans son Examen de la doctrine du sens commun, 1775, et se montra favorable au matérialisme dans ses Recherches sur la Matière et l'Esprit, 1767, et sur la Nécessité philosophique, 1777. Il fut l'ami du Dr. Price, quoique celui-ci ne partageât pas ses opinions philosophiques et même les combattit. Priestlev était correspondant de l'Institut; Cuvier a prononcé son Eloge. Il a laissé des Mémoires sur sa propre vie (continuées et publiées par son fils, 1806).