Становление алхимии как науки началось в эпоху поздней античности (II–VI века н. э.) в Египетской Александрии и представляло собой форму ритуального герметического искусства.
В большой степени алхимия базировалась на учении о 4 первоэлементах Аристотеля. Согласно Аристотелю, каждый элемент представляет собой одно из состояний единой первоматерии — определённое сочетание основных качеств — тепла, холода, влажности и сухости:
Тепло + сухость = Огонь
Тепло + влажность = Воздух
Холод + влажность = Вода
Холод + сухость = Земля
Основными объектами изучения александрийской химии (термин «алхимия» появится позже у арабов) являлись металлы.
В конце III в. в 296 г. египтяне под предводительством Домиция Домициана подняли восстание против римского императора Диоклетиана. Прибывший в Египет правитель Римской империи подавил восстание и издал эдикт, которым повелевалось собрать все старинные книги, учившие тому, как делать золото и серебро, и сжечь их. Это объясняли желанием Диоклетиана уничтожить источник богатства, а вместе с тем и высокомерия египтян. Однако от александрийского периода осталось также и множество герметических текстов, представлявших собой попытку философско-мистического объяснения превращений веществ, среди которых знаменитая «Изумрудная скрижаль» Гермеса Трисмегиста.
После падения Римской империи центр алхимических исследований перемещается на Восток, и арабские учёные становятся главными исследователями и хранителями античных трудов.
В конце VIII века персидский алхимик Джабир ибн Хайян развил теорию Аристотеля о первоначальных свойствах веществ пепле, холоде, сухости, влажности), добавив ещё два: свойство горючести и «металличности».
Он предположил, что внутреннюю сущность каждого металла всегда раскрывают два из шести свойств. Например, свинец — холодный и сухой, золото — теплое и влажное. Горючесть он ассоциировал с серой, а «металличность» с ртутью, «идеальным металлом».
Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь в земле, дают серу, мокрые — ртуть. Сера и ртуть, соединяясь затем в различных отношениях, и образуют семь металлов: железо, олово, свинец, медь, ртуть, серебро и золото. Золото как совершенный металл образуется, только если вполне чистые сера и ртуть взяты в наиболее благоприятных соотношениях. Эти принципы обосновывали возможность трансмутации элементов.
Джабир ибн Хайян также ввел представление о некой субстанции, которая может изменить соотношение ртути и серы в любом металле и превратить его в золото. Это можно было сделать при помощи двух препаратов. Наиболее важный из этих двух препаратов, который должен был обладать свойством превращать в золото не только серебро, но и неблагородные металлы, как например свинец, олово и другие, носил название философского камня. Этому средству приписывалась могучая сила: оно должно было не только облагораживать металлы, но и служить универсальным лекарством; раствор его, принятый внутрь в малых дозах, должен был исцелять все болезни, молодить старое тело и делать жизнь более продолжительной.
Другое таинственное средство, уже второстепенное по своим свойствам, носившее название белого льва, белой тинктуры или малого магистериума, ограничивалось способностью превращать в серебро все неблагородные металлы.
Ещё одним важным и неотъемлемым свойством философского камня являлась его способность создать гомункула — существа подобного человеку, которое можно получить искусственным путём.
Один из наиболее известных «рецептов» получения гомункула предложен в XVI веке Парацельсом; учёный считал, что заключённая в особом сосуде человеческая сперма при нагревании и некоторых других манипуляциях (закапывании в конский навоз, «магнетизации») становится гомункулом.
«Вскармливался» гомункул путем добавления в колбу небольшого количества человеческой крови. Время вызревания гомункула, по Парацельсу, — сорок дней, рост гомункула — 12 дюймов Представления о гомункуле отразились во многих средневековых рисунках и литературных произведениях.