Dalton werd geboren in Eaglesfield, vlakbij Cockermouth in Cumberland als kind van de wever Joseph Dalton. Hij ging naar de plaatselijke school en een familielid van hem stimuleerde zijn interesse in natuurwetenschap.
Hij en zijn enige overlevende broer waren als kleurenblind geboren. Zijn familie was arm, maar hij verlangde als kind naar een formele opleiding.
Toen Dalton amper 12 jaar was, begon hij in de school waar hij als student zat, les te geven.
Op zijn 14 jaar werkte hij een jaar lang als hulpje op een boerderij, maar koos er toch voor les te geven. Na amper 4 jaar was hij directeur van de school.
In 1781 vertrok hij naar Kendal , waar hij les gaf, en wiskunde en natuurwetenschappen studeerde. Erna verhuisde hij nog naar Frankrijk om zich daar ook bekend te maken maar tijdens een bezoek aan zijn vrienden en familie in Manchester stierf hij.
Tot 1793 was hij directeur, dan gaf hij terug les in New College, Manchester. Hij startte een gewoonte om dagelijks het weer te bestuderen. Deze gewoonte heeft hij heel zijn leven opgevolgd.
Tijdens zijn vroege leven als Chemicus, deed hij ook onderzoek naar kleurenblindheid, een onderwerp waarmee hij zelf heel dicht in contact stond aangezien hij zelf kleurenblind was.
Hij veronderstelde dat kleurenblindheid erfelijk was.