Keskiajalla alkemia oli sekoitus tiedettä, filosofiaa ja mystiikka. Keskiaikaiset alkemistit lähestyivät käsityötään kokonaisvaltaisesti, eivätkä toimineet tieteellisen tieteen nykyaikaisen määritelmän puitteissa; he uskoivat, että mielen, kehon ja hengen puhtaus oli välttämätöntä alkeemisen pyrkimyksen toteuttamiseksi.
Keskiaikaisen alkemian ytimessä oli ajatus, että kaikki aine koostui neljästä elementistä: maasta, ilmasta, tulesta ja vedestä. Oikealla elementtiyhdistelmällä se teoretisoitiin, mikä tahansa maapallon aine voi muodostua. Tähän sisältyivät jalometallit sekä eliksiirit sairauden parantamiseksi ja eliniän pidentämiseksi. Alkemistit uskoivat, että yhden aineen "transmutaatio" toiseen oli mahdollista; siten meillä on keskiaikaisten alkemistien klisee, jotka pyrkivät "muuttamaan lyijyä kullaksi".
Keskiaikainen alkemia oli yhtä paljon taidetta kuin tiede ja lääkärit säilyttivät salaisuutensa hämärtämällä symbolien ja salaperäisten nimien järjestelmää tutkituille materiaaleille.
Alkemia
syntyi muinaisina aikoina ja kehittyi itsenäisesti Kiinassa, Intiassa ja Kreikassa. Kaikilla näillä alueilla käytäntö rappeutui lopulta taikauskoon, mutta se muutti Egyptiin ja selvisi tieteellisenä kurinalaisuutena. Keskiaikaisessa Euroopassa se elpyi, kun 12-luvun tutkijat käänsivät arabialaisia teoksia latinaksi. Aristoteleen uudelleen löydetyillä kirjoituksilla oli myös merkitys. 13. vuosisadan loppuun mennessä johtavat filosofit, tutkijat ja teologit keskustelivat siitä vakavasti.