Retzius wymienił go jako kluczowego współpracownika w otrzymaniu kwasu winowego, w tym samym roku ukazała się jego pierwsza własna praca o otrzymywaniu kwasu szczawiowego.
W 1774 r. pod wpływem Bergmana opublikował pracę opisującą skutki potraktowania piroluzytu kwasem solnym. Scheele otrzymał wówczas gazowy chlor oraz tlenek baru. Nie został jednak uznany za odkrywcę chloru, ponieważ jego produkt był mieszaniną chloru z powietrzem, a prawidłowy opis chloru jako nowo odkrytego pierwiastka chemicznego wykonał dopiero Haumphry Davy. Scheele wykazał jego właściwości wybielające i odkrył, że w połączeniu z sodem tworzy sól kuchenną. Badając braunsztyn przewidział istnienie manganu (nadał mu też nazwę), jednak nie umiał go wydzielić ze względu na braki w wyposażeniu swojego laboratorium. Otrzymał tlenek wolframu(VI) w wyniku ogrzewania wolframianu wapnia (obecnie zwanego szelitem) i przewidział istnienie wolframu (1781), który potem wyodrębnił Fausto Elhuyar. Prowadził badania nad kwasami nieorganicznymi, w tym odkrył kwas arsenowy, molibdenowy, azotowy(III) i wolframowy Przewidział istnienie molibdenu (1778) za sprawą otrzymania kwasu molibdenowego, jednak czysty metal uzyskał dopiero Peter Hjelm. Rozróżnił również molibdenit i grafit, jako pierwszy uznając grafit za odmianę węgla.