Scheele realizó trabajos farmacéuticos en Estocolmo desde 1770 hasta 1775 en Uppsala y posteriormente en Köping. Sus estudios dejaron como fruto el descubrimiento del oxígeno y el nitrógeno en 1772-1773 lo que fue completamente descrito en su único libro Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (Tratado químico del aire y del fuego) publicado en1777 cediendo alguna de su fama a Joseph Priestley quien lo descubrió independientemente en 1774.
Scheele descubrió otros elementos químicos como el bario (1774), el Cloro (1774), elMagnesio (1774), el Molibdeno (1778) y el tungsteno (1781) así como algunos componentes químicos como el ácido cítrico, el glicerol, el cianuro de hidrógeno (también conocido como ácido prúsico), el fluoruro de hidrógeno y el Sulfuro de hidrógeno. Además descubrió un proceso similar a la pasteurización.
Al igual que otros químicos de su época, Scheele habitualmente trabajó en condiciones muy peligrosas. También tuvo el mal hábito de probar los productos químicos que descubría, y al parecer, ésta fue la causa principal de su muerte debido a un envenenamiento por mercurio.
