در دوران باستان، انسان‌ها هنوز شناخت علمی دقیقی از ماهیت مواد نداشتند، اما با مشاهده تغییرات طبیعی مانند زنگ‌زدگی فلزات، سوختن چوب و ذوب فلزات، به این نتیجه رسیدند که می‌توان مواد را تغییر داد. این اندیشه، به‌ویژه در مصر، یونان، چین و ایران باستان، شکل گرفت و به صورت دانشی به نام کیمیاگری درآمد. هدف اصلی کیمیاگران تبدیل فلزات ارزان‌قیمت مانند سرب به طلا و یافتن اکسیر جاودانگی بود، اما در کنار این آرزوهای فلسفی، آن‌ها روش‌های ابتدایی کار با مواد را ابداع کردند.