В X в. произошел распад Халифата на ряд самостоятельных государств (феодальных княжеств). Арабская культура не потеряла после этого своего значения. Например, арабо-испанская цивилизация с центрами в Кордове, Севилье, Малаге и Гранаде достигла значительных успехов в философии, естественных науках, медицине, литературе, искусстве и архитектуре (мавританское искусство), имевших влияние на развитие культуры многих стран. И все же распад Халифата был предвестником конца расцвета арабской культуры средних веков.
Известный арабский мыслитель, которого по справедливости следует отнести к философам-естествоиспытателям, Аль-Кинди (800–879), провел свою жизнь в Басре и Багдаде. Он был знаком с сочинениями Аристотеля и создал свое учение — арабский аристотелизм, которым были более всего восприняты идеалистические стороны философии Аристотеля. В то же время Аль-Кинди критически относился к Корану, считал его содержание противоречивым и наивным. Вследствие этого он подвергся осуждению со стороны лидеров ислама, а его сочинения сжигались. Аль-Кинди занимался математикой, геометрией, астрономией, оптикой, медициной и, хотя из его сочинений мало что сохранилось, из более поздних трудов естествоиспытателей видно, что эти сочинения пользовались известностью и признанием.
Возможно, наиболее крупным арабским философом-естествоиспытателем средних веков был Ибн Рушд (Аверроэс) (1126–1198), родившийся в Кордове и живший в Андалусии и Марокко. Он считал Аристотеля своим учителем, был его последователем, но в противоположность Аль-Кинди воспринял главным образом материалистическую сторону аристотелизма, а наибольший интерес у него вызывали вопросы естествознания. Однако в сочинениях Ибн-Рушда, как и у многих последователей Аристотеля, материалистическая позиция сочетается с идеалистической. Так, Ибн Рушд признавал божественную мысль, хотя и допускал её влияние только в общих вопросах, но не в конкретных, частных. Некоторые его высказывания имели определенно прогрессивный характер. Ибн Рушд считал, в частности, что женщины должны располагать теми же правами, как и мужчины, что явно противоречило Корану. Ибн Рушд считал материю вечной, отвергал религиозный постулат о сотворении материи богом, утверждал, что понятие движения имеет смысл только применительно к материи. Он занимался также вопросами юриспруденции (был судьей в Севилье и Кордове) и медицины. Ибн Рушд в конце жизни подвергался преследованиям властей, а его сочинения — запретам.
Два столетия спустя после смерти Магомета наступило время расцвета исламской теологии. Исламская наука прогрессировала в то время, когда христианская наука переживала период упадка, и во второй половине VIII в. научное лидерство определенно сместилось из Европы на Ближний Восток. В IX в. арабские школы получили доступ к медицине Галена благодаря переводам, а также были достигнуты новые успехи в химии.
Первые достижения химии относятся к области повседневных нужд — таких, как обработка металлов и изготовление лекарств. Представления греков классической эпохи относительно природы материи и их идеи относительно атомов и первоэлементов были слишком далеки от наблюдаемых и опытных фактов, чтобы стать основой химического знания. Александрийские алхимики I в., по-видимому, были первыми, кто поставил некоторые химические проблемы и приступил к их разрешению. Но в этом направлении они не смогли добиться заметных результатов, пока шесть столетий спустя не принялись за дело арабы.
Источником арабских химиков были персидские школы, а также сочинения александрийских греков — частью в сирийском переложении, частью в прямых переводах. Арабоязычные народы изучали химию в течение семи веков, центр их исследований сначала находился в Ираке, а затем переместился в Испанию. В руках этих людей алхимия постепенно превращалась в химию, и отсюда — главным образом благодаря испанским маврам — возникла европейская химия в позднее средневековье.
Наиболее знаменитым арабским алхимиком и химиком был Абу-Муса Джабир ибн Хайян, расцвет творчества которого приходится на 70-е годы VIII в. Он умел получать мышьяк и сурьму из их соединений, дал рецепты очищения металлов от примесей, способы изготовления стали, крашения тканей и кожи, а также описал дистилляцию уксуса и получение концентрированной уксусной кислоты.
В истории химии представление о том, что первоэлементами являются сера, как начало огня, и ртуть, как начало жидкости, имеет большое значение. (Впоследствии к сере и ртути была добавлена соль в качестве третьего первоэлемента, олицетворяющего землю, или твердость.) Теория, что соль, сера и ртуть являются первоначалами всех вещей, просуществовала наряду с четырьмя элементами Эмпедокла и Аристотеля до времени, когда Роберт Бойль опубликовал свою книгу «Скептический химик» в 1661 г.