他研究了生石膏与熟石膏之间的转变，同年参加法国科学院关于城市照明问题的征文活动获奖。1767年他和盖塔共同组织了对阿尔萨斯-洛林地区的矿产考察。1768年，年仅25岁的拉瓦锡成为法兰西科学院院士。1770年有一派学者坚持波义耳已经否定的四元素说，认为水长时间加热会生成土类物质。为了搞清这个问题，拉瓦锡将蒸馏水密封加热了543天，发现的确有微量固体出现。他使用天平进行测量，发现容器质量的减少正等于产生固体物的质量，而水质量没有变化，从而驳斥了这一观点。1771年拉瓦锡与同事的女儿，13岁玛丽-安娜·皮埃尔