较之炼丹术的理论，我国古代炼丹的方法和设备为早期化学的发展做出了更大的贡献。炼丹的方法有火法和水法两种。火法炼丹主要是带有冶金性质的无水加热法，具体包括煅（长时间高温加热）、点（加少量药剂使较大量别的物质起化学反应）、伏（加热使药石变性）、飞（高温下升华）、炼（干燥物质的加热）、炙（局部烘烤）、抽（蒸馏）等方法。火法炼丹的主要设备有丹炉、丹鼎、石榴罐、坩埚子、抽汞器等。丹炉也称丹灶，燃烧木柴或木炭作加热用，内置丹鼎，起着反应室的作用，药石在丹鼎内受热熔化起化学变化或直接升华。丹鼎，最早用土釜，后用砂合子铸造，亦有用金属器鼎的。石榴罐和坩埚子是蒸馏器的上下两部分。抽汞器则是一种用于从朱砂中提取丹汞的蒸馏器。水法炼丹是应用溶解的方法使药物起化学反应，其主要设备是华池，起溶解槽的作用。炼丹所用的实验器具都是化学发展初期所必需的仪器。至于炼丹所用的药物，据不完全统计，大约包括60余种矿石和100多味草木药。炼丹家们通过反复的实验和研究，对这些药物的性质已经有了比较深刻的认识。
二、“穷九丹之秘术”的大炼丹家葛洪
在我国历代炼丹家当中，最著名的要数晋朝的葛洪了。他承袭早期的炼丹理论，并结合儒家和道家的思想，留下了完整的炼丹术著作，是我国炼丹史上承前启后的人物。葛洪的生平在前文中已经详细叙述过了，在这里需要强调指出的是，他不仅对我国古代医学的发展做出了巨大的贡献，而且在我国化学科学史上也占有重要地位，他所掌握的化学知识之丰富，在当时是无人能及的，其富于鼓动性的文笔也替炼丹术做了大量的宣传，我们要研究炼丹术中的化学知识，就不得不提到葛洪及其著作。
《抱朴子》是葛洪最主要的炼丹著作，分内篇和外篇。内篇言神仙方药和炼丹术，外篇则完全讲的是儒家应世之道，与炼丹没有关系。《抱朴子·内篇》共20卷，其中有数卷讲所谓“道”的基本理论，有数卷反复说明神仙的存在，还有几卷讲游山玩水和画符驱鬼的事情，讲到炼丹方法的只有“金丹”、“仙药”和“黄白”3卷。其中，“仙药”卷主要是谈植物药物，其他两卷专论炼丹的理论和方法，是研究古代炼丹术的主要资料之一。
在“金丹”卷中葛洪写道：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”，表明他已经注意到硫化汞加热后发生的化学变化，他大概自己做过这样的实验。由硫化汞制水银，我国最晚于战国末期就已经知道了，但葛洪才是最早详细记录这种化学反应的人。此外，他在书中所用的“积变”二字也具有很重要的意义，说明他已清楚地认识到丹砂分解反应的可逆性。在“金丹”卷中葛洪还写道：“取雌黄、雄黄，烧下，其中铜铸为器复之。……百日此器皆生赤乳，长数分。”雌黄和雄黄都是砷的硫化物，加热后都能升华，赤乳即是升华后得到的晶体。由此可见，葛洪曾经做过物质升华的试验，并得出了正确的结论。
关于单质砷的炼制，在“仙药”卷中，葛洪提出了几种办法：
又雄黄……饵服之法，或以蒸煮之；或以酒饵；或先以硝石化为水乃凝之；或以玄胴肠裹蒸之于赤土下；或以松脂和之；或以三物炼之，引之如布，自如冰。
在这一段文字中，并没有针对单质砷的描述，但是科学家们通过模拟实验已经证明了通过上述方法的确可以炼制出单质砷。西方化学史专家一般认为，最早从砷化合物中分离出单质砷的人是13世纪日耳曼炼金家阿尔伯特·马格努斯（1207？—1280年），而葛洪所记载的方法比马格努斯的方法还要早900年以上。
