Assim como a astronomia evoluiu a partir da astrologia, a química surgiu de uma outra pseudociência: a alquimia. Abrangendo quatro milênios e três continentes, a alquimia é a prova de que não se deve subestimar a capacidade humana de acreditar no irracional. As raízes da alquimia ocidental remontam ao Egito helenístico, quando Zósimo de Panópolis afirmou que os padres antigos haviam descoberto uma forma de transmutar metais um no outro (como chumbo em ouro, o "Santo Graal" dos alquimistas). No entanto, o método e a combinação exata que tornaria isso possível haviam sido perdidos. Apesar do descabimento dessa teoria, milhões de "cientistas" se puseram a investigar e registrar as propriedades químicas de diversos metais, líquidos e compostos ao longo de séculos.

Porém, na época do Renascimento, esses estudiosos haviam concordado que a transmutação – ao menos da maneira como fora apresentada – não passava de uma quimera. Eles passaram a organizar todo o conhecimento que os alquimistas haviam descoberto por acaso. A obra póstuma de Jan van Helmont, publicada em 1648 d.C., foi a primeira ponte estabelecida entre a alquimia e a química. O influente cientista inglês Robert Boyle publicou "O químico cético" em 1661, que foi marco da química moderna. A química conquistou sua dignidade em 1789, quando Antoine Lavoisier publicou um artigo no qual descrevia a lei da conservação das massas. Em sua obra intitulada "Elementos da Química", Lavoisier revelou a composição dor ar e da água, cunhando do termo "oxigênio". Se Boyle é o padrinho, Lavoisier é considerado o pai da química moderna.

Conforme novos equipamentos ficaram disponíveis nos dois séculos seguintes, a química virou uma ciência experimental, com sua própria base teórica. Em 1803, John Dalton foi o primeiro proponente da teoria atômica. As "leis dos gases" vieram logo depois, juntamente com a tabela periódica de Dmitri Mendeleev e com as leis da termodinâmica de Willard Gibbs. Na década de 1890, a família Curie foi uma pioneira no estudo da radioatividade dos elementos. Na virada do século, os químicos já estavam inventando uma série de coisas – plástico, fibras sintéticas, novas drogas (algumas com propriedades medicinais), venenos aprimorados, melhores explosivos e muito mais. Nas palavras da companhia química DuPont: "a vida é melhor com a química".