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Empédocles afirma que todas las cosas se componen de cuatro elementos primarios: tierra, aire, fuego y agua, sobre los cuales actúan dos fuerzas opuestas y activas (amor y odio, o afinidad y antipatía) que terminan por combinarlos o separarlos en formas infinitamente variadas
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Leucipo y Demócrito proponen la idea del átomo, una partícula indivisible que conforma a toda la materia. No obstante, su concepto es ampliamente rechazado por los filósofos de la naturaleza a favor de la percepción aristotélica.
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Aristóteles, expandiendo lo dicho por Empédocles, propone la idea de una sustancia como una combinación de «materia» y «forma». A continuación, publica la «teoría de los cinco elementos» (fuego, agua, tierra, aire y éter), la cual es ampliamente aceptada en todo el mundo occidental por más de un milenio.
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El griego Zósimo de Panópolis escribe algunos de los libros más antiguos que se conocen en la alquimia, la cual define como «el estudio de la composición de las aguas, el movimiento, el crecimiento, la encarnación y desencarnación, así como la descripción de los espíritus de los cuerpos y la unión de los espíritus dentro de dichos cuerpos».
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Geber, un alquimista árabe/persa (probablemente, el más famoso en el islam clásico), hace algunas importantes contribuciones a la alquimia.
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Alquimistas de la Escuela Médica Salernitana hacen las primeras referencias a la destilación del vino
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San Alberto Magno descubre el arsénico y el nitrato de plata. Además, hace una de las primeras referencias al ácido sulfúrico.
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Roger Bacon publica Opus Maius que, entre otras cosas, propone una de las primeras formas del método científico, además de contener los resultados de sus experimentos hechos con pólvora
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Paracelso desarrolla el estudio de la iatroquímica, una subdisciplina de la alquimia dedicada a la extensión de la vida, siendo el origen de la actual industria farmacéutica. Se afirma que él es el primero en utilizar el término «química»
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Andreas Libavius publica Alchemia, el cual puede considerarse como el prototipo de los primeras publicaciones químicas de la Historia.
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Francis Bacon publica The Proficience and Advancement of Learning, que contiene una descripción de lo que más tarde pasaría a conocerse como el método científico.
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Michal Sedziwój publica el tratado de alquimia A New Light of Alchemy que propone la existencia del «alimento de vida» en el aire, que más tarde sería identificado como el oxígeno
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Jean Beguin publica Tyrocinium Chymicum, uno de los primeros trabajos escritos sobre química, en donde redacta la primera ecuación química de la Historia
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Robert Boyle establece las diferencias entre la química y la alquimia. Expresa las primeras nociones sobre los átomos, las moléculas y las reacciones químicas, con lo que marca el inicio de la historia de la química moderna.
También propone la ley de Boyle, una descripción basada en sus propios experimentos sobre el comportamiento de los gases, específicamente sobre la relación entre la presión y el volumen -
Joseph Black formula el concepto de calor latente para explicar la termoquímica de cambios de estado
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Antoine Lavoisier, considerado como «el padre de la química moderna», identifica y nombra al oxígeno, además de reconocer su importancia y participación en el proceso de la combustión
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Lavoisier publica Método de nomenclatura química, el primer sistema moderno de nomenclatura química
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Jacques Charles propone la ley de Charles, una consecuencia de la ley de Boyle, donde describe la relación entre la temperatura y el volumen de un gas
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Joseph Proust propone la ley de las proporciones constantes, la cual menciona que los elementos siempre se combinan en proporciones pequeñas y enteras para formar compuestos
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Alessandro Volta elabora la primera batería química, con lo que funda la disciplina de la electroquímica
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John Dalton propone la ley de Dalton, que describe la relación entre los componentes de una mezcla de gases y la presión relativa que ejerce cada uno en la mezcla total Así mismo, realiza la primera descripción científica moderna de la teoría atómica y explica la ley de las proporciones múltiples
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Louis Joseph Gay-Lussac descubre que el agua está compuesta, en volumen, de dos partes de hidrógeno y una de oxígeno.
Así mismo, descubre varias propiedades físicas y químicas del aire y de otros gases, y realiza las pruebas experimentales de las leyes de Boyle y de Charles, así como de las relaciones entre la densidad y la composición de los gases -
Amedeo Avogadro propone la ley de Avogadro, en la que afirma que volúmenes iguales de gases a temperatura y presión constantes contienen el mismo número de moléculas
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William Prout realiza la clasificación moderna de las biomoléculas en los siguientes grupos: carbohidratos, proteínas y lípidos
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Wöhler y von Liebig descubren y explican los grupos funcionales y los radicales en relación a la química orgánica
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Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois publica la «hélice telúrica», una versión primeriza en tres dimensiones de la tabla periódica
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John Newlands propone la ley de las octavas, precursora de la ley periódica
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Julius Lothar Meyer desarrolla una versión primeriza de la tabla periódica, la cual contiene 28 elementos organizados por su número de valencia
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Dmitri Mendeléyev publica la primera tabla periódica moderna, con los 66 elementos conocidos hasta entonces organizados por sus pesos atómicos. Indudablemente, lo más notable de su contribución es su habilidad para predecir con precisión las propiedades de algunos elementos aún desconocidos
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William Ramsay descubre los gases nobles, que llenan un gran vacío inesperado en la tabla periódica y conducen a la creación de los modelos basados en enlaces químicos
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Joseph John Thomson descubre el electrón al usar el tubo de rayos catódicos
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Mijaíl Tsvet inventa la cromatografía, una importante técnica analítica
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Niels Bohr introduce conceptos de la mecánica cuántica a la estructura atómica, proponiendo lo que hoy en día se conoce como el modelo atómico de Bohr, donde los electrones sólo existen en orbitales estrictamente definidos
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Henry Moseley introduce el concepto de número atómico para corregir las deficiencias de la tabla periódica de Mendeléyev, que se halla basada en el peso atómico
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Frederick Soddy propone el concepto de isótopos para designar a todos esos elementos que tienen las mismas propiedades químicas, pero que difieren en sus pesos atómicos
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Lewis y Merle Randall publican Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances, el primer tratado moderno que aborda la termodinámica química
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Erwin Schrödinger propone la ecuación de Schrödinger, que proporciona una base matemática para el modelo de onda de la estructura atómica
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Werner Heisenberg desarrolla el principio de incertidumbre que, entre otras cosas, explica la mecánica del movimiento de los electrones alrededor del núcleo
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James Chadwick descubre el neutrón
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James Dewey Watson y Francis Crick proponen la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), con lo que se funda el campo de la biología molecular
