史塔爾繼承了貝歇爾的理論，他認為油土其實是一種很輕的物質，並稱其為「燃素」，而燃燒就是釋放燃素的過程，燃燒時的火焰是釋放燃素所產生的光與熱。此外，史塔爾認為所有的物質都含有燃素，燃素的多寡決定了該物質是否易燃。

相較於貝歇爾的油土理論，燃素解釋了當時的「燃燒難題」：為什麼金屬燃燒後會變重？為什麼燃燒需要空氣？史塔爾是這樣解釋的：燃素比空氣還輕，燃燒時燃素離開金屬，並由空氣補償原本的位置，因此金屬變重了！這也使得燃素說一舉成名。