Alchemie ist sowohl eine Philosophie als auch eine Praxis mit dem Ziel, höchste Weisheit und Unsterblichkeit zu erlangen. Sie beinhaltet sowohl die Verbesserung des Alchemisten als auch die Herstellung verschiedener Substanzen, denen ungewöhnliche Eigenschaften zugeschrieben werden. Der praktische Aspekt der Alchemie hat die Grundlagen der modernen anorganischen Chemie hervorgebracht, insbesondere in Bezug auf Verfahren, Ausrüstung und die Identifizierung und Verwendung vieler gängiger Substanzen.
Die grundlegenden Ideen der Alchemie sollen im alten persischen Reich entstanden sein. Die Alchemie wurde in Mesopotamien (das einen großen Teil des heutigen Irak umfasst), Ägypten, Persien (dem heutigen Iran), Indien, China, Japan, Korea und im klassischen Griechenland und Rom, in den muslimischen Zivilisationen und dann in Europa bis zum 20. Jahrhundert in einem komplexen Netz von Schulen und philosophischen Systemen praktiziert, das sich über mindestens 2500 Jahre erstreckt.
Die bekanntesten Ziele der Alchemisten waren die Umwandlung gewöhnlicher Metalle in Gold (Chrysopoeia genannt) oder Silber (weniger bekannt ist die Pflanzenalchemie oder „Spagyrik“), die Schaffung eines „Allheilmittels“ oder Lebenselixiers, eines Mittels, von dem man annahm, es würde alle Krankheiten heilen und das Leben unbegrenzt verlängern, und die Entdeckung eines universellen Lösungsmittels. Dies waren zwar nicht die einzigen Anwendungen der Disziplin, aber die am besten dokumentierten und bekanntesten. Bestimmte hermetische Schulen argumentieren, dass die Umwandlung von Blei in Gold analog zur Umwandlung des physischen Körpers (Saturn oder Blei) in Sonnenenergie (Gold) ist, mit dem Ziel, Unsterblichkeit zu erlangen. Dies wird als Innere Alchemie bezeichnet. Ab dem Mittelalter investierten arabische und europäische Alchemisten viel Mühe in die Suche nach dem „Stein der Weisen“, einer legendären Substanz, von der man glaubte, dass sie eine wesentliche Zutat für eines oder beide dieser Ziele sei.
Blei (Ordnungszahl 82) und Gold (Ordnungszahl 79) werden als Elemente durch die Anzahl ihrer Protonen definiert, die sie besitzen. Eine Änderung des Elements erfordert eine Änderung der Ordnungszahl (Protonenzahl). Die Anzahl der Protonen kann auf chemischem Wege nicht verändert werden. Mit Hilfe der Physik kann man jedoch Protonen hinzufügen oder entfernen und so ein Element in ein anderes verwandeln. Da Blei stabil ist, erfordert die Freisetzung von drei Protonen einen enormen Energieaufwand, so dass die Kosten für die Umwandlung den Wert des entstehenden Goldes bei weitem übersteigen.
Die Umwandlung von Blei in Gold ist nicht nur theoretisch möglich – sie wurde bereits durchgeführt. Es gibt Berichte, wonach es Glenn Seaborg, Nobelpreisträger für Chemie von 1951, gelungen ist, eine winzige Menge Blei (möglicherweise auf dem Weg von Wismut, 1980) in Gold umzuwandeln. Es gibt einen früheren Bericht (1972), in dem sowjetische Physiker in einer Kernforschungsanlage in der Nähe des Baikalsees in Sibirien zufällig eine Reaktion zur Umwandlung von Blei in Gold entdeckten, als sie feststellten, dass sich die Bleiabschirmung eines Versuchsreaktors in Gold verwandelt hatte.