當人類進入鐵器時代，冶煉技術的發展讓人們相信，只要配方合適就可以人造黃金。而哲學家們也給出了理論基礎。古希臘的亞里斯多德在先哲的基礎上提出了「四元素說」，認為世界萬物都是由土、氣、水、火四種基本元素構成的。在中國，鄒衍認為金木水火土才是世界的根本。表面上兩種理論大同小異，但仔細分析就會發現，「四元素說」描述了固態(土)、液態(水)、氣態(氣)和變化(火)。是不是和現在的化學很像。而五行學說沒有氣態，卻多了金屬態(金)和有機態(木)，使其更關注生命。理論基礎的差異讓同一目標分化出了兩條道路。
當中國人發現，將丹砂加熱後可分解出水銀，水銀又可與硫生成黑色物質(硫化汞)，再經加熱就又恢復成丹砂(紅色硫化汞)。這對古人來說實在是太奇妙了。東晉人葛洪說：「凡草木燒之即燼，而丹砂煉之成水銀，積變又還成丹砂，其去草木亦遠矣，故能令人長生。」這一下道出了煉丹術的根源。秦始皇陵中存有大量水銀，可見秦人相信水銀與長生有關。秦始皇陵中的水銀，據說大多來自於一個叫巴清的女商人，而巴清家族幾代人都在經營丹砂。巴指的被秦國所滅的巴國，巴國盛行巫教，天師張道陵正是在這裡創建了道教。煉丹術和巴國的巫教淵源頗深。
為了提取水銀，中國的煉丹家使用一種叫「抽汞器」的蒸餾器。而西方的鍊金術師用蒸餾器從綠礬、硝石與明礬中製得了硝酸。這讓鍊金術師開始研究溶液中的反應和產生的氣體。這對化學的發展貢獻極大。在中國「氣」不是一種元素，是抽象的。煉丹家們始終執著於以火鍊金丹。在長期的煉製過程中，發現硝、硫磺和木炭的混合物能夠燃燒爆炸，由此誕生了中國古代四大發明之一的黑火藥。
偉大的物理學家、數學家牛頓被稱為「最後的鍊金術師」，這讓人難以接受。其實作為一個虔誠的基督徒，牛頓一生致力於去做的，只是找到上帝創造萬物的方法，而鍊金術似乎讓他看到了眉目。物理和數學只是探索過程的副產品而已。一代代鍊金術師的努力，終於孵化出了現代化學。
煉丹術在中國就坎坷許多。由於長生的目標一直沒有實現，還弄死了很多大人物。這讓煉丹家們也不好過，他們絞盡腦汁，終於在宋代從煉丹術中分化出了內丹術。此術以人體為丹爐，故稱「內丹」，以別於「外丹」之用鼎為爐。其實就是現在所說的氣功。到了明末，外丹火煉法也逐步衰落而讓位給「本草學」。
就對現代的貢獻來說，鍊金術誕生了化學，而煉丹術創造了黑火藥、氣功和本草學。從數量上來說，煉丹術還是佔優的。