هي السلف الأول والجد الأكبر لعلم الكيمياء الحالي، خاصة الكيمياء غير العضوية. وهي ممارسة سحرية في الأساس، خليط من علوم الفلك والكيمياء والفيزياء والرموز وغيرها. لعل أول ظهور لعلم الخيمياء كان في بلاد فارس القديمة، وكانت تمارس أيضا في العراق ومصر والهند والصين واليابان وكوريا واليونان والإمبراطورية الرومانية، وقد ساد هذا العلم لما يقرب من 2500 عام. يعتقد أن الخيميائيين القدامى قد أسهموا بإسهام كبير في تأسيس علم الكيمياء الحالي، وكانت لهم الكثير من الإنجازات في مجالات تنقية الذهب وتشكيل المعادن وصناعة الأحبار والصبغات. كيمياء سحرية على مدى التاريخ كان هدف الخيمياء الأساسي هو تحويل المعادن إلى ذهب، وأيضا الوصول إلى حجر الفيلسوف الذي يمنح صاحبه الخلود. ووفقا لنظريات الباحثة ماري لويس فون فرانز، فإن الأساس العلمي للخيمياء قد أتى من الفلسفة اليونانية القديمة فيما قبل سقراط (كفلسفات هيرقليطس وإمبيدوكليس)، إضافة إلى العلوم المصرية القديمة المتمثلة في عمليات التحنيط ومعالجة المعادن جنباً إلى جنب مع علم الفلك وعلوم بلاد الرافدين.
أما علم الخيمياء الذي ساد في العالم الغربي في فترة من الفترات فتعود الأصول الحقيقية له إلى علوم مصر القديمة. وتنسب إلى الخيمياء المقولة الشهيرة السائدة عن العناصر الأربعة التي يتكون منها الكون، وهي الأرض والماء والهواء والنار. وقد ظلت هذه المقولة سائدة في العالم حتى العصور الوسطى حين ظهر جابر بن حيان بنظريته عن العناصر السبعة (وهم العناصر الأربعة المعروفة إضافة إلى الأثير والكبريت والزئبق)، والتي تم استبدالها في العصور الحديثة بعناصر الجدول الدوري الذي يحتوي اليوم على 117 عنصرا.
وتتضمن الخيمياء مجموعة من الفلسفات المختلفة التي تغطي مسافة زمنية تزيد عن أربعة آلاف عام، ومن تقاليد هذا العلم الولع بالتشفير واستخدام لغة غامضة مليئة بالرموز، وهذا ما يجعل دراستها صعبة وأهدافها غامضة. لم تبدأ الخيمياء في أن تصبح أكثر وضوحا وأقل غموضا إلا في القرن الثامن الميلادي على يد جابر بن حيان، والذي قربها أكثر إلى المنهج التجريبي المعملي الذي تعتمد عليه العلوم الحديثة. من علماء الخيمياء المشهورين أيضا خالد بن يزيد (حفيد الخليفة الأموي معاوية بن أبي سفيان) والرازي والصيني وي بويانج والهندي ناجارجونا. يحاول الخيميائيون المزاوجة بين المواد التي يحضرونها وبين ما يساويها من الناحية النفسية، فهم يرون مثلا أن الكبريت حاد وشهواني، والحديد شجاع وعاطفي، والنحاس صلب وحسي، والرصاص مستقل وقاسٍ، والقصدير أمين ونبيل، والفضة قوية الذاكرة وحساسة، وما إلى ذلك. كان هناك اختلاف في الأهداف الأساسية للخيميائيين وفقا لجنسياتهم، فبينما كان الهدف الأسمى لدى الخيميائيين الأوروبيين تحويل الرصاص إلى ذهب، كان الصينيون يهدفون بالأكثر إلى الوصول إلى وصفات دوائية جديدة، بينما تنوعت اهتمامات الخيميائيين المسلمين بين تحويل المعادن والتركيبات الدوائية والصناعات الكيميائية، وبالأخص محاولة خلق حياة في المعمل. التكوين كان مفهوم التكوين من أهم أهداف الخيميائيين المسلمين، خاصة جابر بن حيان، وهو يعني بلغة اليوم خلق حياة صناعية في المعمل، يقول جابر بن حيان في كتابه الأحجار: "هذا الهدف محجوب عن الناس وتؤدي دائماً إلى نتيجة خاطئة مع أي شخص يريد اكتشافها ما عدا الأشخاص الذين يحبهم الله ويرزقها لهم". وقد كتب جابر بن حيان كتابه باستخدام شفرة معينة على عادة الخيميائيين، مما يجعل قراءته غير مفهومة بالنسبة لمن لم يدرس هذا العلم. ويرى بعض الباحثين أن مفهوم التكوين يتضمن أيضا تجديد الخيميائي لنفسه من الداخل بحيث يصبح أكثر نقاء من الناحية الروحية. هل تحولت المعادن إلى ذهب؟ بالطبع لم يتمكن أحد وعلى مدى التاريخ من تحقيق حلم الخيمياء بتحويل المعادن إلى ذهب، لكن اليوم وعن طريق الفيزياء النووية، يمكن تحويل العناصر لبعضها إذا كان لدينا مدفع ذري. نحن نعرف اليوم أن عدد البروتونات في نواة الذرة هو الذي يحدد نوع العنصر، فإذا أمكن إضافة أو حذف البروتونات من الذرات فإن المعادن يمكن أن تتحول إلى بعضها، وهذا يحدث في الغالب في الانفجارات الذرية. ويحكي أنيس منصور في كتابه "الذين هبطوا من السماء" عن اكتشاف عروق من الذهب تكونت عند قيام الحكومة الأمريكية بإجراء تفجيرات ذرية تحت الأرض، مما يعني أن المعادن تحولت إلى بعضها، وإن كان هذا الكلام غير مؤكد. الخيمياء وكارل يونج كان لعالم النفس الشهير كارل يونج -تلميذ فرويد الذي انقلب عليه فيما بعد وكون مدرسته الخاصة- كان له اهتمام خاص بعلم الخيمياء. لقد وجد يونج في هذه الكيمياء السحرية معادلا تاريخيا لعلم النفس الذي كان يعكف على تطويره، حيث ابتدعت الخيمياء حلولا فريدة للجمع بين الأضداد. حاول يونج أن يجمع بين الخيالات البدائية التي تنتاب الإنسان في أحلامه وبين رموز الخيمياء. يعتقد يونج أن الخيميائيين لم يكونوا معنيين بتحويل المعادن إلى ذهب حقيقي وإنما إلى ذهب فلسفي، حيث كان هدفهم الحقيقي هو تحولهم الروحي. وقد حاول يونج أن يربط بين مفاهيم الخيمياء والطقوس المسيحية، حيث يرى أن الخيمياء تمثل الظلام الأمومي الذي يعوض عن الضوء الأبوي للمسيحية، حيث يصبح الإنسان كاملا إذا حدث اتحاد بين الضياء والظلمة. الخيمياء وصلتها بعلوم اليوم كانت علوم الخيمياء التي توصل إليها الخيميائيون المسلمون هي الأساس الذي قام عليه علم الكيمياء فيما بعد، حيث استعمل الخيميائيون الكثير من الأدوات التي مازلنا نستعملها في المعامل اليوم. حتى القرن السادس عشر، كان علم الخيمياء يعتبر علماً خطراً في أوروبا، ولعل الكثير من الحوادث كان تحدث بسبب الاستخدام الخاطئ والجاهل للمواد الكيميائية. من الطريف أن العالم الشهير إسحق نيوتن -مكتشف الجاذبية- كانت أكثر أعماله وأبحاثه في مجال الخيمياء، وهناك علماء آخرون من ذوي الشهرة كانت لهم أبحاث أيضا في هذا المجال مثل روجر باكون وتوما الأكويني وتيخو براهي وتوماس براون. منذ بداية القرن الثامن عشر بدأ نجم الخيمياء في الأفول لصالح الكيمياء الحديثة.
