האלכימאים בתקופה ההלניסטית (שמרכזם היה באלכסנדריה) ניסו לייצר זיופי זהב או להקנות מראה מוזהב למסגי מתכות שונות, למשל על ידי טיפול בנחושת על ידי כספית או סגסוגת ארסן לקבלת גוון זהוב. בהדרגה החלו האמנים לראות בעבודתם שיפור אמיתי במתכות "הנחותות" בדרך לזהב. מתוך ההשקפה האריסטוטלית לפיה שואף כל דבר בטבע לשלמות הסיקו כי כל מתכת שואפת להגיע לשלמות הזהב. שכלול זה של המתכת הנחותה מתרחש לאיטו בעומק האדמה והאלכימאי יכול להחיש את התהליך הטבעי הזה. על-פי תאוריה זו ניסו האלכימאים ליצור זהב מחומרים אחרים באמצעות הוספת תכונות זהביות לחומר הקיים (למשל, ברק). האלכימאים ההלניסטים ניסו "להרוג" את חומרי המוצא: כלומר לשנות את תכונותיהם כך שיהיו קרובים ככל האפשר ל"חומר הראשוני" שבו ניתן לטבוע תכונות חדשות (באופן דומה לזה שבו הפרי נרקב והזרע שהוא משאיר אחריו מתפתח). בהתאם, השלב הראשון היה נטילת התכונות המתכתיות מהמתכות הנחותות - הפיכתן לשחורות (השחרה - מלנוסיס) ו"מתות". השלב הבא נקרא לייקוסיס כלומר הלבנה (או הכספה) ובו טופל החומר ה"מת" בנוזלים נדיפים חריפים ובמים שנועדו להחיותו (כשם שזרע זקוק להשקיה). בשלב זה הוספה כמות קטנה של החומר אליו אמור היה החומר המת להתגלגל כדי שישמש כ"גרעין" להפיכת כל החומר לזהב או כסף. גרעין זה הוא הבסיס לרעיון "אבן החכמים" שיופיע מאוחר יותר. השלב האחרון בתהליך נקרא כסנתוסיס (הצהבה או הזהבה). האלכימיה ההלניסטית שקעה בתקופה הביזנטית, זיוף זהב היווה בעיה למנגנון גביית המסים ונפוץ יחס של חוסר אמון באלכימאים, שנבע גם מכך שהאלכימאים, שחיו על חשבון השליטים בהבטחה שיום אחד יוכלו לספק להם שפע של זהב, אף פעם לא הצליחו לקיים את ההבטחה. מסופר כי הקיסר דיוקלטיאנוס ציווה בשנת 292 לשרוף את כתבי האלכימאים.
מרים היהודייה.
אחת הדמויות הבולטות בין האלכימאים של מצרים הייתה יהודיה שנודעה כמרים היהודייה או מרים העבריה (Maria Hebrae), בת המאה השלישית. לזכותה נזקפות המצאות בתחום המכשור המעבדתי שהבולטת שבהן היא אמבט מרים. כמו כן מייחסים לה את גילוי החומצה המלחית.
האלכימיה הסינית.
האלכימיה התפתחה בסין בתקופת הממלכות הנלחמות במאות 5-3 לפנה"ס ונקשרה לטאואיזם - דת מיסטית שנוסדה במאה השישית לפנה"ס. הקוסמולוגיה הטאואיסטית קישרה את תורת היסודות הסינית שכללה 5 יסודות: מתכת, עץ, עפר, מים ואש לאסטרולוגיה ולמושגי היין והיאנג:
עיקר מטרתה של האלכימיה הסינית הייתה חיי אלמוות. אלכימאים סיניים האמינו שאכילת זהב מזכה בחיי אלמוות, הזהב אינו מחליד או מתקלקל וספיגתו בגוף תשמור על האדם מהזדקנות "אבק הזהב, בהיכנסו לחמשת האיברים הפנימיים, מתפזר כערפל..על ידי כך מתרענן מראה האדם ושערות השיבה משחירות שוב ושיניים חדשות צומחות במקום אלו שנשרו" בהתאם, עוסקת הספרות האלכימית הסינית בשני נושאים: עשיית זהב והדרכים להשתמש בו להשגת אלמוות. בחיבור האלכימי הסיני המפורט ביותר, פאו-פ'ו-טסו מהמאה הרביעית, מפורטות תרופות מזהב ודרך השימוש בהן:
כעמיתיהם במערב, השתמשו האלכימאים הסיניים בסמלים ובשמות שמשמעותם לא נשתמרה לתיאור התהליכים, כך שלא ניתן לשחזר את המרשמים. עם זאת, ברור שהמדובר בתהליכים כימיים ממשיים כדוגמת זה המתאר תגובה אקסותרמית (פולטת חום) המלווה בנידוף והתגבשות:
פרט לזהב התמקדה האלכימיה הסינית בכספית, ולמען הדיוק, במינרל צינובר המורכב מכספית וגופרית ובסינית: 丹 (הסימנית מבוטאת: dan). האלכימאים הסינים העריכו לעיתים את הצינובר יותר מהזהב כתרופה לאריכות ימים. הצינובר הייתה כה חשוב באלכימיה הסינית עד שכל האלכימיה הסינית נקראה על שמה (לפעמים היא נקראה פשוט 丹 ולפעמים 炼丹, כלומר התכה/רקיחה של 丹), מסופר על אלכימאים סינים שמתו מתרכובות כספית שהוכנו להשגת אלמוות.
האלכימיה בטאואיזם הייתה ברשותה של אלת התנור, המתוארת כאישה יפה, לבושה אדום שהייתה ממונה גם על הבישול והרוקחות.
פרט לאלכימיה הניסויית התפתחה, במאה השישית אלכימיה מיסטית בה שמות החומרים והתהליכים מייצגים מושגים פילוסופיים. ענף זה של האלכימיה נקרא 内丹- כלומר 丹 פנימי או נסתר.
הדמיון בין הטרמינולוגיה הסימבולית של האלכימאים בסין לאלכימיה הערבית והמערבית המתבטא בין היתר במינוחים זהים כדוגמת "כספית אמיתית". "עופרת אמיתית"' "דרקון ירוק" או "עיקרון יסודי" מעיד על זרימת ידע ורעיונות בין האלכימאים בסין לעמיתיהם בפרס, מסופוטמיה ומצרים.
האלכימיה הערבית.
תור הזהב השני של האלכימיה החל במאה העשירית באימפריה המוסלמית. הח'ליף אל מאמון עודד תרגום כתבי יד יווניים רפואיים ומדעיים ובתוכם כתבי האלכימאים של אלכסנדריה. בנוסף, הושפעה האלכימיה הערבית גם מהאלכימיה הסינית, ממנה קיבלה את הקישור שבין יצירת זהב לחיי אלמוות. על-פי האלכימאים הערבים היו המתכות מורכבות מיחסים שונים של כספית וגפרית. הזהב הוא כספית מטוהרת וכמות קטנה של גפרית. כיוון שכך, ניתן להפוך נחושת לזהב על ידי הרחקת גפרית או תוספת כספית.
האסכולה המטאפיזית.
בעקבות אלכימאים הלניסטים מאוחרים, שנטשו את העבודה המעשית והתרכזו בסמליות ובמשמעות הרוחנית של שיפור המתכות, הלכו כמה מראשוני האלכימאים הערבים. מוחמד אבו עומייל (900–960), המייצג המובהק של אסכולה זו, כתב את הספר "מי כסף ואדמת כוכבים", ששימש מקור לחיבורים מיסטיים מאוחרים. טקסט חשוב נוסף מאסכולה זו ידוע בתרגומו הלטיני Turba Philosophorum (אספת הפילוסופים) הספר מנסה להתאים השקפות יווניות על קוסמולוגיה ואלכימיה עם המחשבה הערבית. הספר ערוך כרב שיח של תשעה פילוסופים יוונים, בהם אנכסגורס, דמוקריטוס ופיתגורס, שבסופו הם מגיעים לפשרה המתאימה למחשבה הערבית.
אלכימיה מעשית - ג'ביר אבן ח'ייאן ואל ראזי.
לג'ביר אבן ח'איין (דמות ספק היסטורית) מיוחסים אלפי חיבורים אלכימיים מן המאה העשירית, שכנראה לוקטו מעבודות אלכימאים רבים בני אותה אסכולה. מושגי החומר מבוססים על 4 התכונות היסודיות של אריסטו: חום, קור, לחות ויובש, והמתכות השונות באות מצירופי שתי תכונות המקנות את האיכויות ה"חיצוניות". שתי התכונות האחרות הן "איכויות פנימיות". לזהב שתי איכויות חיצוניות: חום ולחות, ואיכויותיו הפנימיות הן קור ויובש, שהן האיכויות החיצוניות של הכסף. כדי להפוך כסף לזהב יש להוציא מתוכו את האיכויות הפנימיות של הזהב. השינוי הזה נעשה על ידי "אליקסיר": חומר שאינו קיים אצל האלכימאים ההלניסטים ומקורו באלכימיה הסינית. להכנת האליקסיר השתמשו האלכימאים הערבים בחומרים מהצומח ומהחי. כך, למשל הופק אמוניום כלורי (שיוחס לו ערך בשל היותו מלח נדיף) ממחצבים ומשיער. השאיפה להפריד את התכונות השונות מהעצמים היא שדחפה את האלכימאים לשכלל את שיטות הזיקוק, שמהוות את תרומתה החשובה של האלכימיה הערבית להתפתחות הכימיה. בחיבורים המיוחסים לג'ביר מתוארים תהליכי זיקוק של חומרים מן החי מהם התקבלו גזים, חומרים מתלקחים, נוזלים ואפר. התוצאות התאימו, לכן, לתורת ארבעת היסודות של אריסטו (אדמה, אש, מים ואוויר).
גם הרופא הגדול אל ראזי תיעד מרשמים אלכימיים בספרו "כתאב סיר אל אסראר" (ספר סוד הסודות). בספר הוא מתאר חומרים, מכשירים ותהליכי עבודה להכנת אותם חומרים כדוגמת בסיסים אלקליים. אל ראזי מיין את המינרלים לשש קבוצות:
שלילת האלכימיה - אבן סינא.
אבן סינא עסק בנוסף לרפואה גם במדעי הטבע. בספרו "כתאב אל שיפה" (ספר הרפואה) עסק גם במיון מינרלים ובמתכות. דעותיו קרובות לאלו של אריסטו, ובדומה ליתר בני זמנו ראה בכספית מרכיב עיקרי של המתכות המקנה להן את יכולתן להינתך, לדעתו "כולן הופכות לכספית בשעת היתוך". למרות שאבן סינא הסכים שהמתכות כולן הן צירופים שונים של כספית וגפרית, הוא שלל את האפשרות להפוך יסוד אחד לאחר. ביחס לאלכימיה כתב
האלכימיה באירופה.
המאות ה-12 וה-13: חדירת האלכימיה לאירופה.