באתרים שומריים ובבליים אחדים נמצאו לוחות חרס ועליהן מרשמים רפואיים. בקובץ חוקי חמורבי (1728 לפנה"ס) קיימת עדות לשימוש בצמחי מרפא כגון שוש קירח, כסיה, שיכרון ומיני נענע.
תקופת המקרא.
עדויות מקראיות לשימוש בצמחים כצמחי מרפא ניתן למצוא רק באופן עקיף. צמחים המוזכרים כצמחי בושם (מור ולבונה, חלבנה, לוט, נכאת), כצמחי רעל (דודא, רוש, לענה ופקועה) וכצמחי תבלין (שום, בצל, כמון, גד השדה, אזוב וקצח) היו ידועים במזרח העתיק כצמחי מרפא, אך סגולותיהם הרפואיות והשימוש בהם למטרות ריפוי, אינם מוזכרים במקרא.
סין.
כתבים סיניים עתיקים מעידים על שימוש בתה מצמח מטפס בשם מה-הואנג (שרביטן) כבר לפני כ-5000 שנה, אך תחילתו של השימוש בצמחי מרפא מיוחסת לקיסר שֶׁנּוֹנְג שחי לפני כ-3500 שנה ונחשב גם לאבי החקלאות בסין. הרפואה הסינית המסורתית מסווגת את צמחי המרפא הסיניים (שכוללים חלקי צמחים, רכיבים מן החי ומינרלים) לפי התכונות הבאות: אנרגיה, טעם, פעולה, תכונות, השתייכות מרידיאנית, התוויה עיקרית. הרבליסטים מערביים רבים עושים כיום שימוש בצמחים סיניים, בפורמולות צמחים מסורתיות ואף בשיטות האבחון הסיניות. אחד הצמחים הסיניים המוכרים ביותר במערב הוא הג'ינסנג שנחקר רבות גם בכלים מערביים וידוע בעיקר הודות לפעילותו כאדפטוגן (צמח מרפא המסייע לעמוד במצבי לחץ) ואפרודיזיאק. שיטות אינטגרטיביות בטיפול ובמחקר משלבות כיום בין שמות צמחים ומונחים סיניים מסורתיים לשמות ומונחים מערביים, ובין צמחים סיניים לשיטות מחקר מערביות מודרניות, ולהפך.
כתבים עבריים ויהודיים.
צמחי מרפא מוזכרים בכתבים עבריים ובכתבים ומסמכים של יהודים שחיו בתפוצות ישראל. מלבד המקרא, ישנם מסמכים שמעידים כי הקהילה היהודית בקהיר בימי הביניים השתמשה בכ-450 מינים של צמחים לצורכי רפואה, וכתביהם של הרמב"ם (נסים קריספיל מציג רשימה מפורטת של צמחי המרפא של הרמב"ם) ושל אסף הרופא מעידים אף הם על שימוש וידע רב ברפואת צמחים.
המחקר המודרני בצמחי מרפא.
בין המחקרים הראשונים שנעשו בצמחי מרפא בתקופה המודרנית, ניתן למנות מחקרים שהגיעו מתחום האתנובוטניקה והפרמקולוגיה. המחקר האתנו-בוטני והאתנו-רפואי משמש מאז כניסתו לאקדמיה בראשית המאה ה-20 ועד היום ללימוד, הבנה ותיעוד של צמחי מרפא והשימוש בהם. בסוגי המחקר הללו, החוקר מגיע לאזור בו גדל הצמח באופן טבעי, ולומד כל מה שניתן ללמוד מהתושבים וממרפאים מקומיים שעושים שימוש בצמח למטרות ריפוי שונות. החוקר מגדיר באופן בוטני את הצמח ומתעד את אופן הכנתו בידי המקומיים, את דרכי השימוש ואת המחלות או המצבים שבהם משתמשים בו כריפוי.
בשנת 1887 פורסמו 3 כרכים של צמחי המרפא של קולר, שנחשבים עד היום למדריך מתקדם של צמחי מרפא.
סוג מחקר נוסף הוא מחקר קליני. במחקר זה, הצמח או חלקי הצמח שפעילותם משוערת או דורשת בדיקה, ניתנים למספר נסיינים. בדומה למחקרים הנעשים בתרופות, משתמשים החוקרים הקליניים של צמחי מרפא בשיטת הסמיות הכפולה וחלק מהנסיינים מקבלים פלצבו. בסיום המחקר נרשמות תוצאותיו ומוסקות המסקנות.
חוקרים שמעוניינים לפענח מנגנוני פעולה וחומרים פעילים בצמחים, עורכים מחקרי מעבדה. מחקרים אלו נערכים אין ויוו (כלומר, בבעלי חיים) ואין ויטרו (כלומר, במעבדה). מחקרים הנעשים בחיות, (חולדות, עכברים, ולעיתים גם תרנגולות, פרות ומיני יונקים אחרים) בוחנים את השפעות הצמח, את תופעות הלוואי האפשריות שלו ואת טווח המינונים המומלץ. לרוב מחקרים אלו מבוצעים בצמחים שכבר קיים תיעוד היסטורי ו/או עכשווי של שימוש בהם על ידי בני אדם, או על ידי חיות שאוכלות מהם באופן טבעי בסביבת המחיה שלהן. מחקרי מעבדה מיועדים לבחינה של מיצוי הצמח, של חומר או קבוצת חומרים על תאים, אורגניזמים ותהליכים כימיים ומטרתם לקבוע מנגנוני פעולה משוערים, בתנאים סטריליים ומבוקרים, על ידי תצפית מיקרוסקופית ובחינת השינויים שמתרחשים כתוצאה מנוכחותם של חומרים המצויים בצמח.
מחקרים הכוללים את המונח פיטותרפיה (רפואת צמחים) החלו להופיע בתחילת שנות ה-90 של המאה ה-20, ומאז ועד היום המחקר בצמחי מרפא נמצא בעליה מתמדת ותלולה.
קבוצות חומרים.
מטבוליטים משניים שנמצאו בצמחים בעלי יכולות ריפוי כוללים בין היתר קומרינים, חומצות שונות, פלבנואידים, ספונינים, אלקלואידים, טאנינים, רזינים, שמנים נדיפים ועוד. קבוצות חומרים אלו אחראיות למגוון פעילויות המיוחסות לצמחים, גם אם מנגנון הפעילות שונה מצמח לצמח.
פעילות סינרגטית.
דוגמה למורכבות מנגנון הפעילות של הצמחים ניתן לראות במקרים רבים בהם צמחים הוכחו כיעילים במחקרים קליניים, אך לא הראו כל פעילות, או פעילות מזערית בלבד, בניסויי מעבדה, כאשר פורק המבנה הכימי שלהם על מנת לבודד רכיב אחד. השערה מקובלת שמסבירה תופעה זו היא שבצמחים רבים קיימת פעילות סינרגטית של מספר מרכיבים שמעצימים את השפעת הצמח על גוף האדם, וכאשר מבודדים רכיב אחד בלבד השפעת הצמח יורדת או שאין השפעה כלל. בכך נבדלת, בין השאר, רפואת צמחי המרפא (פיטותרפיה) מהרוקחות הקונבנציונלית, מאחר שבענף הרוקחות נעשה שימוש בחומר פעיל יחיד המאפשר רישום פטנט לאחר הפקתו במעבדה.
מנגנוני פעולה של צמחים בגוף החי.
ברפואת הצמחים המודרנית המערבית, מקובל להשתמש במינוחים מתחום הרפואה המערבית לתיאור התוויות הצמח, ולציין האם מדובר בפעילות שמיוחסת לצמח בעקבות שימושים מסורתיים או בעקבות מחקרים.
פעילות היפוגליקמית.
צמחים שמשמשים להורדת רמות סוכר בדם ונחקרים בהקשר של סוכרת. ידועים כ-1500 סוגי צמחים להם מיוחסת פעילות זו. מנגנוני הפעולה הם על ידי עיכוב אנזימי עיכול, עיכוב העברה של גלוקוז, האטת התרוקנות הקיבה ועוד. במחקרים שונים, צמחים וחומרים שבודדו מצמחים הראו יכולת להוריד רמות סוכר בדם. בין הצמחים שמשמשים להורדת רמות סוכר גבוהות בדם: חילבה, קינמון, מילון מר, גלגה (Galega officinalis),סירה קוצנית, עלי זית, געדה, מרווה רפואית, מרווה מרושתת, הדס, סרפד. אולם, חשוב לציין כי המקור למחשבה אודות פעולת צמחי מרפא אלו הוא עממי, ולא פורסמו תוצאות ניסויים מדעיים מבוקרים המוכיחים את פעולת צמחי המרפא הנזכרים.
איזון הורמונלי.
ישנם צמחים שבאופן מסורתי שימשו לטיפול בבעיות הורמונליות, כגון בטטת בר (דיוסקוריאה). בצמח זה השתמשו הן האינדיאנים והן הסינים לבעיות נשים הקשורות במחזור החודשי, בהריון ובלידה. כאשר נחקר הצמח, התגלה שהחומר לו מיוחסת ההשפעה ההורמונאלית, דיוסג'נין, אינו משפיע על פרוגסטרון בגוף, אך מחקרים מאוחרים יותר הוכיחו כי חומר זה נצמד לקולטנים של אסטרוגן. (נדרש מקור).
צמחים שנחשבים כמאזנים הורמונליים: שיח אברהם, קוהוש שחור, אנג'ליקה סינית, מרווה. נר הלילה החופי, מליסה רפואית.
צמחים אצלם קשירת האסטרוגן הייתה הגבוהה ביותר: סויה, שוש קירח, תלתן אדום, בת קורנית, כורכום, ורבנה. עם זאת, המקור למחשבה אודות צמחי מרפא אלו הוא עממי, ולא פורסמו תוצאות ניסויים מדעיים מבוקרים המוכיחים את פעולת צמחי המרפא הנזכרים.
פעילות נוגדת חיידקים ווירוסים.
כמנגנון הגנה בפני חיידקים ווירוסים שונים, צמחים רבים מכילים חומרים המזיקים למבנה התא של טפילים ומיקרואורגניזמים או מתערבים במבנה תאי המאכסן ובכך מגנים לא רק על עצמם מפניהם אלא גם מסייעים לגוף האדם להתגבר על מחלות הנגרמות על ידי וירוסים וחיידקים.
בנוסף לפעילות מפרקת התא ישנם צמחי מרפא המשפיעים על מערכת החיסון ובכך מסייעים בהתגברות על מחלות.
צמחים בעלי פעילות אנטי-ויראלית ואנטי בקטריאלית הם למשל עלי זית, אכיניצאה, קלנדולה (ציפורן החתול, ציפורני החתול, מור לבונה, אתרוג, מרווה רפואית.
אופני שימוש בצמחי מרפא.
מיצוי.
בעוד ישנם צמחים שניתן לאכול כפי שהם (כגון שום או גרעיני רימון), פעולת המיצוי הכרחית בחלק מהצמחים על מנת לאפשר לחומרים הפעילים שבצמח להיות זמינים לגוף האדם, וגם כאשר מעוניינים בחומרים המצויים בחלקי הצמח הקשים לאכילה כפי שהם. מיצוי ניתן לעשות בעזרת חליטה, הרתחה, השריה ממושכת באלכוהול (טינקטורה), והשריה בגליצרין או חומר דמוי גליצרין. ניתן למצות בשמן, רצוי בשמן זית. שיטת המיצוי נקבעת בהתאם לקבוצות החומרים המצויות בצמח - ישנן קבוצות שנמסות טוב יותר באלכוהול בעוד אחרות נמסות טוב יותר במים, וכן בהתאם לחלק הצמח אותו ממצים וגודל חלקיו (טחון דק, כתוש, מגורר וכן הלאה). בעוד שרף למשל יצריך לרוב מיצוי ב-70% אלכוהול, מיצוי של עלים עדיף שייעשה לרוב בחליטה.
מינונים.
חלק מהצמחים הם רעילים או בעלי תופעות לוואי בלקיחה במינון גבוה או לאורך זמן, והמינונים המומלצים ללקיחה עבור כל צמח נקבעים בהתאם לכך. כדוגמה אפשר לקחת למשל את הצמח ליקוריץ (שוש קירח), שמכיל ספונינים, פלבנואידים, אמינים ואיזופלבנואידים. קיימות מספר השערות בנוגע למנגנון הפעולה שלו כנוגד דלקות, נוגד אלרגיה, מגן על הקיבה והתריסריון ויעיל במקרים של אי ספיקה של הורמונים אדרנוקורטוקיאודים, אך שימוש ממושך בו או ריכוז גבוה מדי עלול לגרום לאגירת נתרן, איבוד אשלגן, בצקות ועליה בלחץ הדם.
תנאי ספיגה.