亚里士多德对“元素”的正式定义见于《形而上学》。无论是古代的自然哲学家还是炼金术士们,或是古代的医药学家们,他们对元素的理解都是通过对客观事物的观察或者是臆测的方式解决的。只是到了17世纪中叶,由于科学实验的兴起,积累了一些物质变化的实验资料,才初步从化学分析的结果去解决关于元素的概念。1661年英国科学家波义耳对亚里士多德的四元素和炼金术士们的三本原表示怀疑,出版了一本《怀疑派的化学家》小册子。波义耳在肯定和说明究竟哪些物质是原始的和简单的时候,强调实验是十分重要的。他把那些无法再分解的物质称为简单物质,也就是元素。此后在很长的一段时期里,元素被认为是用化学方法不能再分的简单物质。这就把元素和单质两个概念混淆或等同起来了。而且,在后来的一段时期里,由于缺乏精确的实验材料,究竟哪些物质应当归属于化学元素,或者说究竟哪些物质是不能再分的简单物质,这个问题也未能获得解决。