Alchemie is zowel een filosofie als een praktijk met als doel het bereiken van ultieme wijsheid en onsterfelijkheid, waarbij zowel de verbetering van de alchemist als het maken van verschillende stoffen waarvan wordt beschreven dat ze ongewone eigenschappen bezitten, een rol spelen. Het praktische aspect van de alchemie bracht de grondbeginselen van de moderne anorganische scheikunde voort, namelijk wat betreft procedures, uitrusting en de identificatie en het gebruik van vele gangbare stoffen.
De grondideeën van de alchemie zouden in het oude Perzische Rijk zijn ontstaan. Alchemie werd beoefend in Mesopotamië (dat een groot deel van het huidige Irak omvat), Egypte, Perzië (het huidige Iran), India, China, Japan, Korea en in het klassieke Griekenland en Rome, in de islamitische beschavingen, en vervolgens in Europa tot in de 20e eeuw, in een complex netwerk van scholen en filosofische systemen dat ten minste 2500 jaar omspant.
De bekendste doelen van de alchemisten waren de transmutatie van gewone metalen in goud (chrysopoeia genoemd) of zilver (minder bekend is de plantenalchemie, of “spagyriek”); de schepping van een “panacee”, of het levenselixer, een middel dat, zo werd verondersteld, alle ziekten zou genezen en het leven voor onbepaalde tijd zou verlengen; en de ontdekking van een universeel oplosmiddel. Hoewel dit niet de enige toepassingen van de discipline waren, waren zij wel het meest gedocumenteerd en bekend. Bepaalde Hermetische scholen beweren dat de transmutatie van lood in goud analoog is aan de transmutatie van het fysieke lichaam (Saturnus of lood) in Zonne-energie (goud) met als doel onsterfelijkheid te bereiken. Dit wordt beschreven als Interne Alchemie. Vanaf de Middeleeuwen hebben Arabische en Europese alchemisten veel moeite gestoken in het zoeken naar de “steen der wijzen”, een legendarische substantie waarvan men geloofde dat het een essentieel ingrediënt zou zijn voor een van beide of beide doelen.
Lood (atoomnummer 82) en goud (atoomnummer 79) worden als elementen gedefinieerd door het aantal protonen dat zij bezitten. Om het element te veranderen moet het atoomnummer (proton) worden veranderd. Het aantal protonen kan op geen enkele chemische manier worden veranderd. De natuurkunde kan echter worden gebruikt om protonen toe te voegen of te verwijderen en zo een element in een ander element te veranderen. Omdat lood stabiel is, vergt het een enorme energie-input om het te dwingen drie protonen vrij te geven, zodat de kosten van transmutatie de waarde van het resulterende goud ver overtreffen.
Transmutatie van lood in goud is niet alleen theoretisch mogelijk – het is al bereikt… Er zijn berichten dat Glenn Seaborg, 1951 Nobelprijswinnaar voor Scheikunde, erin is geslaagd een minieme hoeveelheid lood (mogelijk onderweg van bismut, in 1980) in goud om te zetten. Er is een eerder verslag (1972) waarin Sovjet-fysici in een nucleaire onderzoeksfaciliteit bij het Baikalmeer in Siberië bij toeval een reactie ontdekten om lood in goud te veranderen toen zij ontdekten dat de loden afscherming van een experimentele reactor in goud was veranderd.