炼丹术在秦汉时期盛行，秦始皇派人四处寻找仙药，早期炼丹药剂主要是一些植物草药；汉武帝时代，方士们已开始用丹砂和其他药剂炼制长生不老的“仙药”了。到了魏晋南北朝时期，方士演变成符水治病的道士，从此道教与儒教、佛教并行于世，为炼丹术发展起了推波助澜作用，炼丹代代传承，发展至唐代进入鼎盛。

炼丹的本意是指望借金石的精气，使人长生不老，得道成仙。方士们为了炼制仙丹妙药，把各类药物彼此配合烧炼。如：五金、八石（各种矿物药）、三黄（硫磺、雄黄、雌黄）、而汞和硝石都是炼丹的常用药物。

1970年10月，在西安南郊唐邠王府遗址出土的唐代炼丹用设备和工具，如丹炉、丹鼎、水海、石榴罐、甘埚子、抽汞器、华池、研磨器、绢筛、马尾罗等十多种，从配置的装备来看，可见炼丹过程还是很复杂的。早在八九世纪，在火法炼丹过程中，人们已发现若用硝石与三黄共炼，在密封的容器中，产生大量气体和热量而燃烧爆炸，经常发生将人烧伤或把房子烧毁的事故。然而，为什么会发生这个现象？其原因在当时却一直是个不解之谜。

这些用五花八门的所谓“药物”炼制出“灵丹妙药”，结果使封建王朝官僚因服食当时盛行的“五石散”而丧命，中国历史上的晋哀帝、唐太宗、明仁宗等共有十六位帝王都是死于丹药中毒而殁；清代雍正在位十三年即早卒，其死因说法不一，在清宫档案中，有雍正皇帝命令亲信大臣寻访道士，并且在圆明园秀清村炼丹的原始记录，疑为长期服用丹药而亡。

然而，古代的炼丹家懂医道的一般都兼医疗活动，一些大炼丹家本身就是著名的医学家，如：葛洪、陶弘景、孙思邈等。他们把炼丹药物引入医疗实践，从而丰富了我国传统药物学的内容，研制出的不少方剂被传承下来，如：毒龙丹、金龟下海丹等，至今仍被保存在中华医药宝典之中。

炼丹术经过探索与逐步改进，到了唐代炼丹用药按比例定量化，药物用研药器玛瑙臼捣碎碾末。至宋代炼丹装置已很完备了，丹鼎是火法炼丹的反应室，水海为降温用，石榴罐是一种简单的蒸馏器……蒸馏器下部是加热的炉，上部是盛药物的密闭容器，旁通一管使水银蒸气流入冷凝罐，这种蒸馏器是我国古代炼丹家的一项发明。在科学史上古代中国的炼丹术，被认为是古代实验化学的源泉之一。《中囯科学技术史》作者、英国李约瑟博士评述：整个化学最重要的根源之一，是地地道道从中国传出去的。

通过炼丹活动，我们祖先对于一些金属和矿物也有了一定的认识，在炼丹术中获得化学知识。如“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂” ；随着炼丹活动的发展，经验的不断积累和认识的逐步提高，若用硝石与三黄共炼必将燃烧爆炸，在探索中人们终于掌握了“硝石、硫磺、木炭”制火药的简单配方，唐代中期的《铅汞甲辰至宝集成·卷二》中有此记载。

唐代，随着中外贸易交流，阿拉伯商人把我国炼丹术的思想和方法、以及药物等带回国，试图把铜、铁“点化”成金、银，于是“炼丹术”变成了“炼金术”。阿拉伯在八世纪兴起的炼金术影响非常大，后来又传到欧洲，但炼金术士们花了九牛二虎之力，结果也没有得到黄金白银。

磷元素、硝酸和酒精的发现得益于炼金术，17世纪炼金术士还对锑、铅、氨等金属或矿物进行了提取，探明了硫化砒、硫化汞等天然物质的特性，制成了硫酸、醋酸、氯化汞、硫酸钠等多种人工物质。由于波义耳、卡文迪许、拉瓦锡等人的努力，炼金术摆脱了追求黄金的梦想，开始成为科学的一个重要组成部分，尤其是英国化学家道尔顿建立了近代原子理论的基础，使化学步入了崭新的阶段。                                                                                                                                                                           

神秘的炼丹术在迷信与科学的夹缝中游刃，随着炼丹活动的发展与完善，至唐代末期，火药配方也更趋科学化，用硝石（硝酸钾）75％、硫磺15％、炭粉10％配比，就可制成威力强大的火药，这是炼丹家献给军事家的一份礼物。我们祖先经过反复探索与实践总结，用智慧和辛勤的劳动创造，为化学初期发展做出了重要的贡献，于是造就了火药的伟大发明。