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金属铅和它的化合物在我国出现很早，我国劳动人民大约在，汉代以前已经在制造化妆用的胡粉，就是碱式碳酸铅（胡粉是糊面的粉，不是胡人的粉，见汉刘熙：《释名》）。“胡粉投火中，色坏还为铅”（《周易参同契》），这种变化引起了炼丹家的注意，把它当作重要研究对象之一。他们除用铅制造铅汞齐外，还用它制备黄丹，就是四氧化三铅。《抱朴子黄白篇》说：“铅性白也，而赤之以为丹；丹性赤也，而白之前为铅。”这是说铅木止用来制作白色的胡粉。而且还可以用来制作赤色的黄丹，把黄丹投入火中，也一样会“色坏还为铅”。比较晚的炼丹家对铅的化合物还有许多研究，例如唐代清虚子的《铅汞甲庚至宝集成》中有“造丹法”，用铅、硫、硝三种物质经过溶化和“点醋”等手续，可以制得一种叫作“黄丹胡粉”的粉未，可能是不纯的醋酸铅。
“金性木败朽，胡为万物宝。”（《周易参同契》）炼丹家认为服用金银矿物等“不败朽”的东西，可以使人的血肉之躯也伺样“不败朽”，因此他们不仅要设法服用这些东西，还要用人工方法炼制药用的金、银。从汉朝的刘彻、刘安开始，许多帝王将相豪门贵族都曾经招致炼丹家替他们炼金。这一目的在那时是不可能实现的，但是他们在劳动人民生产经验的基础上，在冶金方面的确有不少发明创造。葛洪在《抱朴子黄白篇》中说，在他的时代，炼丹家有《神仙经黄白之方》二十五卷，共一千多首方子；另外还有《黄白中经》等书，讲的都是炼“金”、“银”的方法，就是所谓“黄白术”。他还提到锡、铅、汞等可以用药物化为“金”、“银”，说明晋代炼丹家已经能利用各种贱金属制成各种黄色或白色的合金。南北朝时期陶弘景在《名医别录》中说，雄黄“得铜可作金”，说明那时炼丹家已知利用含砷矿物炼制铜砷合金。到唐、五代时期，据《宝藏论》所载、当时市面上曾经流行假金十五种，假银十二种，都是用药物“点”、“化”而成。这种炼金活动在我国古代曾经盛极一时，直到宋代还没有结束，宋真宗赵恒（968—1022）就曾命方士王捷替他用铁炼制“鸦觜金”，铸成“金”龟、“金”牌赐给近臣。
炼丹家对于硫黄、砒霜等具有“猛毒”的金石药，在使用之前要先用烧的的方法“伏”（驯服）一下，使它们失去或减少原有的毒性。这种手续叫做“伏火”。“伏火”法起源很早，方法有时只用火煅烧，有时另加其他易燃的药物。唐初孙思逸（581…682）有“伏硫黄法”：硫黄、硝石各二两，研成粉未放石锅中，用皂角（含碳）三个引火，使硫和硝起火燃烧，火熄后再用生熟木炭三斤来拌炒，到炭消三分之一为止。唐宪宗元和年间（公元806年到820年），炼丹家清虚子有“伏火矾法”，所用药物是硝石、硫黄备二两，马兜铃（含碳）三钱半，和孙思邈“伏硫黄法”用药几乎完全相同。伏火的方子都含有碳素，而且伏硫黄要加硝石，伏硝石要加硫黄，可见炼丹家是有意使药物容易起火燃烧，以去掉它们的“猛毒”的；不过现在从化学上看，这种处理手续的目的是不很明确的。但是，由于经常因给药物“伏火”而引起丹房失火的事故，却使唐代炼丹家取得一项重要经验，就是硫、硝、炭三种物质可以构成一种“火药”。大约在晚唐时候，这一配方已由炼丹家转入军事家之手，这就是我国古代四大发明之一的黑色火药。
火法炼丹的另一重大成就，是单质砷的制备。葛洪《抱朴子仙药篇》记载了六种处理雄黄的方法，最后一法是用硝石、玄胴肠（猪大肠）和松脂“三物炼之”，雄黄（as2S2）和硝石（Kno3）同炼，可收集到三氧化二砷（as2o3），再先后用含碳的猪大肠和松脂炼两次，就被还原成为纯净的单质砷。这是世界最早的制备单质砷的方法，比公元十三世纪日耳曼的炼金家大阿尔伯图斯（约1200—1280）制取砷的方法早九百年。
水法炼丹
古代炼丹家对于金石药，一方面要把它们炼成固体的丹，另一方面又要把它们溶解成为液体。因此他们在溶解金石药的长期实践中，对水溶液中的复杂反应也取得了相当丰富的经验性知识。《道藏》洞神部众术类有《三十六水法》，可能是晋代以前的著作，保存了古代炼丹家溶解三十四种矿物和二种非矿物的五十四个方子。《抱朴子金丹篇》也记载有许多同类的丹方。这些古方再加上唐宋时期的记载，使我们今天还可以略知古代水法炼丹的大概。
水法炼丹处理药物的方法，大约有下列几种：化（溶解，有时也指熔化），淋（用水溶解出固体物的一部分），封（封闭反应物质，长期静置或埋于地下），煮（在大量水中加热），熬（有水的长时间高温加热），养（长时间低温加热），酿（长时间静置在潮湿或含有碳酸气的空气中），点（用少量药剂使大量物质发生变化），浇（倾出溶液，让它冷却），渍（用冷水从容器外部降温），以及过滤、再结晶等。
用水法制备药物，首先要准备华池，就是盛有浓醋的溶解槽（有时用缸、盆等代替），醋中投入硝石和其他药物。硝石，古书中原作“消石”，因为它能“消七十二种石”，在我国炼丹术中非常重要。它在酸性溶液中提供硝酸根离子，起类似稀硝酸的作用，所以许多金属和矿物都可以被它溶解。我国古代炼丹家有意识地在醋酸中加入硝石，按近代化学的观点来看，这是把酸碱反应和氧化还原反应统一起来加以运用，在化学史上是一种创造，就是在今天也不失为一种有用的方法。
炼丹家在华池中溶解金石药，有些反应相当复杂，在近代化学出现之前能使用那样复杂的化学方法，是值得注意的。现在举例如下：
黄金的溶解《抱朴子金丹篇》有“金液方”，用来溶解金的药物除醋、硝石、戎盐等以外，还有一种“玄明龙膏”，据唐人梅彪《石药尔雅》的记载，这一名称可以代表水银，也可以代表醋（玄明）和覆盆子（龙膏）。按照《金丹篇》的说法，只要把黄金连同药物封在华池中静置一百日，就会慢慢溶解而“成水”。现代实验化学告诉我们，金的化学性质根不活泼，用一般化学方法是不能使它溶解的，只有下列四种方法例外：
第一，溶于王水、无水硒酸和其他能产生氯、溴、碘的浓酸混合液中；
第二，溶于氯水，生成三氯化金；
第三，溶于水银，生成金汞齐，含金量不超过百分之十五的时候呈液体状态：
第四，在有空气（氧）存在的条件下，溶于碱金属氰化物的稀溶液中，形成二氰金（Ⅰ）酸根络离子＇au（cn）2…＇。
从金液方所用药物来看，生成王水、各种浓酸和氯水是不可能的，但是水银和覆盆子的醋浸液正和上列第三，四两法相合：如果用的是水银，它是能溶解金的；如果用的是酷和覆盆子，由于未成熟的覆盆子果实中含有氢氰酸，华池的醋浸液中含有氰离子和由其他药物提供的钠、钾离子，只要有空气存在，金也是可以慢慢溶解的。黄金这样难溶，而金液方中恰巧有能溶解金的水银和氢氰酸（覆盆子）存在，显然是炼丹家经过大量实验以后所得到的结果。因此，尽管方中药物复杂，有些反应还值得研究，可是它能溶解金这一点是可信的。在那么早的年代出现溶解金的方法，在化学史上也是一项重大成就。
硫黄的溶解《三十六水法》有“硫黄水”，使用的药物包括硫黄、白垩、醋和尿（氨水）等。用这些东西制成的溶液，应当含有多硫化钙，这种物质能使金属改变颜色，和金属盐生成有色沉淀，甚至能侵蚀贵金属。炼丹家制造这样的溶剂，似乎也是把它当作一种万能的“神丹”。
水法炼丹并不是千篇一律都使用醋和硝石，方法是多种多样的。《黄帝九鼎神丹经诀》有制取硫酸钾的方法：用热水溶化朴硝和硝石，取澄清的混合溶液加热蒸发，使它浓缩，然后在小盆中用冷水从外部降温，经过一宿的时间，溶液中生成的硫酸钾就慢慢结晶出来。这是利用溶解度不同制取药物的方法，也是化学史上的一项创造。
水法炼丹的另一发现，是水溶液中的金属置换作用。炼丹家早有金属互相“转化”的理论，他们为了制作“药金”，梦想找到使某种贱金属转化为黄金、白银的方法，从很早的时代就注意到溶液中金属互相取代的现象，以为那就是金属的“转化”。西汉的《淮南方毕术》已经有”曾青得铁则化为铜”的记载，曾青是硫酸铜。晋代葛洪进一步观察到，“以曾青涂铁，铁赤色如铜，……外变而内不化也。”南北朝时期的陶弘景把实验扩大到硫酸铜以外，发现鸡屎矾（碱式碳酸铜或碱式硫酸铜）的性质和曾青相似，可以用来“合”（制造）“熟铜”。这说明炼丹家先后作了很多实验，对金属置换现象作了最早和相当细致的描述；但是由于受到时代条件的限制，他们还不能作出正确的解释。这一发现后来得到发展，成为湿法冶金胆铜法的起源。
炼丹术所用的药物
炼丹术所用的药物和工具同化学的产生有关，它究竟为化学提供了哪些药物和工具呢？谈这个问题要加一点说明：因为炼丹和医药本来有密切关系，古代许多炼丹家都兼搞医药，许多医家也兼搞炼丹，他们的著作往往没有一条清晰的界限。例如东汉的《神农本草经》是现存最古的本草学著作，一般认为是医家的书，但是书中把丹砂列为上品第一，把炼丹常用的四十多味金石药分别列入上、中、下三品，而且明确说划分等级的标准是“上药今人身安、命延、升天、神仙…�