Fra og med 1775 var Lavoisier ansatt i administrasjonen for de kongelige kruttverkene, der han sørget for å forbedre produksjonsmetoden. Her la han også grunnlaget for forbedringer i landbruket ved å finne opp en ny metode for framstilling av salpeter. Seks dager i uken arbeidet han på ligningskontoret; bare et par timer på morgenkvisten og på søndager utførte han og Marie-Anne med vitenskapelige eksperimenter. Som nygift hadde han bygget et hermetisk lukket apparat som stod i stuen, og i dette la paret metall som ble tilført varme for å fremskynde rustingen. Etter nedkjøling åpnet de forseglingen på apparatet, tok ut metallet, veide det og sammenlignet med den opprinnelige vekten. De oppdaget at rustent metall mot formodning ikke veier mindre, selv om det er blitt porøst – det veier . Den ekstra vekten kunne ikke komme fra noe annet enn luften i apparatet. Luft måtte altså bestå av ulike gasser, og noen av disse måtte ha festet seg i metallet og utgjorde den ekstra vekten.