Née en Égypte, puis transmise par les Arabes à l'Occident où elle commence à se répandre au début du xiie siècle, l'alchimie peut se définir dans son sens le plus commun comme l'art de la transmutation de tous les métaux vils en or ; la pierre philosophale est le moyen de réaliser cette conversion, mais aussi la médecine universelle, l'élixir de longue vie ou panacée, le remède à tous les maux de tous les êtres dont la découverte constitue le second but de l'alchimie.

La fabrication de la pierre philosophale était un processus d'une grande complexité. L'alchimiste devait d'abord découvrir la matière première en fouillant dans les profondeurs de la terre. Ensuite, la réalisation de la pierre passait par quatre étapes principales : la première consistait à dissoudre la matière en eau, la deuxième à évacuer l'eau superflue par volatilisation et à coaguler la matière pour obtenir un produit visqueux, la troisième à séparer et à rectifier les matières les plus subtiles, la quatrième enfin à unir ces esprits purs pour obtenir la pierre philosophale. Ces étapes comportaient elles-mêmes toute une série d'opérations dont le nombre, variable, n'a jamais été définitivement établi et au sujet duquel les auteurs se contredisent ; on en répertorie souvent douze, par référence aux signes du zodiaque ; elles ont été désignées par les couleurs que prenaient les produits au cours des expériences. Peu à peu on en a retenu trois, qui sont la putréfaction ou œuvre au noir, l'albification ou œuvre au blanc, et la rubification ou œuvre au rouge. L'œuvre au noir, parfois aussi appelée mélancolie par association avec l'un des quatre tempéraments humains définis par la vieille théorie des humeurs, visait à débarrasser la matière de ses impuretés ; elle avait aussi un sens pour la personne même de l'alchimiste, celui de mourir au monde pour gagner l'éternité. L'œuvre au blanc, dont le symbole était un arbre portant des lunes, avait pour but la production de la pierre blanche capable de transmuer les métaux vils en argent, et, sur le plan spirituel, de restituer l'âme au corps purifié. Enfin, l'œuvre au rouge, dite aussi le Grand Œuvre, ou Grand Magistère, obtention de la pierre philosophale, avait pour symbole un arbre portant des soleils. La transmutation des métaux en or se faisait en projetant dans le métal chauffé ou fondu un petit morceau de la pierre enrobé de cire. Utilisée comme panacée, la pierre était dissoute dans de l'eau mercurielle (or potable).

La recherche de la pierre philosophale revêt une double dimension qui réunit les deux pôles caractéristiques de l'alchimie : d'une part, le pôle de la réflexion sur la nature et des recherches techniques applicables à la médecine — Paracelse (1493-1541) oriente ainsi l'alchimie vers la fabrication de médicaments — ou à l'industrie (céramique, métallurgie) ; d'autre part, le pôle mystique et spéculatif. Le Grand Œuvre a une signification spirituelle qu'un passage de la Turba Philosophorum, texte latin du ixe ou du xe siècle, fait clairement apparaître : la réalisation de la pierre marque le moment où « toute la mer, toute la terre se fendront et les corps qui étaient morts se lèveront des tombeaux et seront glorifiés [...] et le corps, l'esprit et l'âme seront unis glorieusement » ; elle est le moyen de conduire toutes les créatures à l'unité. La pierre philosophale tient son pouvoir de ce qu'elle contient dans des proportions parfaites les principes métalliques (dont le mercure en quantité supérieure) et les quatre éléments constitutifs de l'univers — eau, terre, feu, air — auxquels s'ajoute la quintessence, cinquième élément de synthèse. C'est pourquoi l'alchimiste la considère comme un microcosme miroir du macrocosme. Croyance en l'omniprésence de l'esprit dans la nature, vision d'un monde clos et harmonieux, on retrouve dans la représentation alchimiste de la nature des traits caractéristiques du vitalisme naturaliste de la Renaissance.

L'histoire a conservé la trace de différents types d'alchimistes qui peuvent se regrouper autour des deux pôles déjà indiqués. On trouve ainsi parmi eux des chercheurs attentifs au concret, plantes, minéraux, métaux ; ils ont observé que les corps pouvaient subir des transformations sous l'effet de certains agents tels que la chaleur ou la lumière, et se présenter sous forme de gaz ou de vapeurs, de corps pulvérulents, d'eau ou de feu en cas de combustion ; ils ont tenté d'approfondir la connaissance de la matière et de percer le secret de la composition des corps ; en poursuivant un but ils en ont atteint un autre qu'ils ne cherchaient pas, comme par exemple la découverte des acides, alcalis, essences, quintessences, explosifs, etc., à force de multiplier les essais sur les corps les plus divers. Ils ont ainsi préparé par la voie de l'imagination et le désir d'absolu le terrain sur lequel la chimie allait s'édifier. Mais à côté de ces chercheurs on rencontre aussi des adeptes pour lesquels l'or alchimique est avant tout l'expression de la perfection des êtres, et la pierre philosophale le symbole de l'homme régénéré par une transmutation mystique lui permettant de s'accomplir.

On ne saurait enfin ignorer l'idéal de maîtrise du monde, le rêve d'efficacité suprême qui s'attache à la quête de la pierre philosophale. Selon l'alchimiste anglais Roger Bacon (1214-1294), l'alchimie a pour but d'imiter la nature dont l'œuvre trouve son achèvement dans ce métal parfait qu'est l'or. Mais la nature peut mettre des siècles à accomplir son travail ; il faut donc trouver comment produire en un temps plus court, proportionné à la durée de l'existence humaine, des effets identiques à ceux de la nature. La pierre philosophale est le moyen de parvenir à ce but. Toutefois, l'alchimiste ne peut s'affranchir des lois naturelles ; sa recherche doit s'inscrire dans l'ordre de la création, rester dans les limites de l'œuvre divine.