Las primeras civilizaciones, como los egipcios
y los babilónicos, concentraron un conocimiento práctico en lo que
concierne a las artes relacionadas con la metalurgia, cerámica y tintes,
sin embargo, no desarrollaron teorías complejas sobre sus
observaciones.
Hipótesis básicas emergieron de la antigua Grecia con la teoría de
los cuatro elementos propuesta por Aristóteles. Esta postulaba que el
fuego, aire, tierra y agua, eran los elementos fundamentales por los
cuales todo está formado como mezcla. Los atomicistas griegos datan del
año 440 A.C, en manos de filósofos como Demócrito y Epicuro. En el año
50 Antes de Cristo, el filósofo romano Lucrecio, expandió la teoría en
su libro De Rerum Natura (En la naturaleza de las cosas)
Al contrario del concepto moderno de atomicismo, esta teoría
primitiva estaba enfocada más en la naturaleza filosófica de la
naturaleza, con un interés menor por las observaciones empíricas y sin
interés por los experimentos químicos.
En el mundo Helénico, la Alquimia en principio proliferó en
combinación con la magia y el ocultismo como una forma de estudio de las
substancias naturales para transmutarlas en oro y descubrir el elixir
de la eterna juventud.
La Alquimia fue descubierta y practicada ampliamente en el mundo árabe
después de la conquista de los musulmanes, y desde ahí, fue
difuminándose hacia todo el mundo medieval y la Europa Renacentista a
través de las traducciones latinas
Las civilizaciones antiguas ya usaban tecnologías que demostraban su conocimiento de las transformaciones de la materia, y algunas servirían de base a los primeros estudios de la química. Entre ellas se cuentan la extracción de los metales de sus menas, la elaboración de aleaciones como el bronce, la fabricación de cerámica, esmaltes y vidrio, las fermentaciones de la cerveza y del vino, la extracción de sustancias de las plantas para usarlas como medicinas o perfumes y la transformación de las grasas en jabón.
Ni la filosofía ni la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar verazmente la naturaleza de la materia
y sus transformaciones. Sin embargo, a base de realizar experimentos y
registrar sus resultados los alquimistas establecieron los cimientos
para la química moderna. El punto de inflexión hacia la química moderna
se produjo en 1661 con la obra de Robert Boyle, The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas), donde se separa claramente la química de la alquimia, abogando por la introducción del método científico
en los experimentos químicos. Se considera que la química alcanzó el
rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine Lavoisier, en las que basó su ley de conservación de la materia,
entre otros descubrimientos que asentaron los pilares fundamentales de
la química. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente
las características de una ciencia experimental moderna. Se
desarrollaron métodos de medición más precisos que permitieron un mejor
conocimiento de los fenómenos y se desterraron creencias no demostradas.
La historia de la química se entrelaza con la historia de la física, como en la teoría atómica, y en particular con la termodinámica desde sus inicios con el propio Lavoisier, y especialmente a través de la obra de Willard Gibbs.