Ломоносов добивался издания указа о строительстве первой в России химической лаборатории, которое было завершено в 1748 году.
Среди множества исследований, выполненных в лаборатории, особое место занимали химико-технические работы Ломоносова по стеклу и фарфору. Он провел более трёх тысяч опытов, давших богатый экспериментальный материал для обоснования «истинной теории цветов».
В 1756 году в химической лаборатории Ломоносов провел серию опытов по кальцинации (прокаливанию) металлов.
В результате Ломоносов на конкретном примере применения всеобщего закона сохранения доказал неизменность общей массы вещества при химических превращениях и открыл основной закон химической науки – закон постоянства массы вещества. Так Ломоносов впервые в России, а позднее Лавуазье во Франции окончательно превратили химию в строгую количественную науку.
Ломоносов обратил внимание на основополагающее значение закона сохранения массы вещества в химических реакциях(1756 г.); изложил основы своего корпускулярного (атомно-молекулярного) учения, получившего развитие лишь спустя столетие (1741-1750 гг.); выдвинул кинетическую теорию теплоты (1744-1748 гг.); обосновал необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений и предложил для теоретической части химии название “физическая химия”, а для практической части — “техническая химия” (1747-1752 гг.). В период 1748-1757 гг. его работы посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Развивая атомистические представления, он впервые высказал мнение о том, что тела состоят из “корпускул”, а те в свою очередь из “элементов”.