Разработав теорию и подтвердив правильность ее синтезом новых соединений, А.М. Вутлеров не считал теорию абсолютной и неизменной. Он утверждено, что она должна развиваться, и предвидел, что это развитие пойдет путем разрешения противоречий между знаниями и возникающими новыми фактами.

Первое из них было, а самим А.М. Вутлеровым. Он считал, что наука в будущей сможет устанавливать не только порядок соединения атомов в молекуле, но и их пространственное расположение. Учение о пространственном строении молекул, называемое стереохимией (греч.— пространственный), вошло в науку в 80-х годах прошлого столетия. Оно позволило объяснять и предсказывать новые факты, не вмещавшиеся в рамки прежних представлений.

Второе направление связано с применением в органической химии учения об электронном строении атомов, развитого в физике ХХ в. Это учение позволило понять природу химической связи атомов, выяснить сущность их взаимного влияния, объяснить причину проявления веществом тех или иных химических свойств.