Византия IV века была источником алхимических идей в Европе. После завоевания арабами Египта в VII веке они принесли наследие александрийской школы в завоеванную ими Испанию, которая стала вторым после Византии местом распространения алхимических идей в Европе. Греческая теория первоэлементов и египетская технология трансмутации встретились в древней Александрии и были развиты арабским алхимиками (Джабир ибн Хайян, Абу Бакр Мухаммед ибн Закария Ар-Рази и др.). Summa Perfectionis арабского алхимика Джабира известна как первый дошедший до нас классический труд по практической алхимии.

В VII веке началось распространение ислама, что привело к созданию огромного Халифата, включавшего Малую и Среднюю Азию, Северную Африку (включая Египет) и юг Пиренейского полуострова в Европе. Арабские халифы, подобно Александру Македонскому, покровительствовали наукам. На Ближнем Востоке были созданы университеты, на несколько столетий ставшие главными научными центрами. Слово khemeia преобразовалось в арабском языке в al-khimiya, давшее название современному той эпохе этапу развития науки.

Теоретической основой арабской алхимии стало учение Аристотеля и его идея о взаимопревращаемости элементов. Однако для интерпретации опытных данных, касающихся свойств металлов, теория Аристотеля оказалась не слишком удобной, поскольку описывала физические свойства вещества. Развитие алхимии потребовало создания новой теории, основанной на химических свойствах веществ.

Абу Муса Джабир ибн Хайян (721-815) разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов, которая стала теоретической основой алхимии на несколько столетий. Она более конкретно объясняла свойства металлов (горючесть, блеск, ковкость) и обосновывала возможность трансмутации, а также являлась попыткой теоретического обобщения опытных данных. Суть теории состоит в следующем— в основе всех металлов лежат два принципа – Ртуть (философская Ртуть) и Сера (философская Сера). Ртуть является принципом металличности и воплощением женского начала, а Сера – принципом горючести и представляла собой мужское начало. Эти принципы являются носителями свойств металлов, подтвержденных экспериментами с высокими температурами. Многие века действие высоких температур было наилучшим методом упрощения состава тела. Философская Ртуть и Сера не тождественны ртути и сере как конкретным веществам, а несут в себе лишь их принцип.

Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь в недрах Земли, дают Серу, мокрые – Ртуть. Затем под действием теплоты два принципа соединяются, образуя семь известных металлов – золото, серебро, ртуть, свинец, медь, олово и железо. Золото образуется при соединении чистых Серы и Ртути и воздействии на них некоего "эликсира", который приводит к превращению металлов в золото и серебро. Позднее в Европе эликсир получил название "философский камень". Проблема трансмутации, таким образом, в рамках ртутно-серной теории сводилась к получению эликсира.

По мнению алхимиков, процесс превращения "несовершенных металлов" в "совершенный металл" – золото – может быть отождествлён с "излечением" металлов. Поэтому эликсир должен был обладать магическими свойствами – исцелять болезни и давать бессмертие. Вообще арабская алхимия всегда была связана с медициной, которая в арабском мире была развита весьма высоко, и почти все арабские алхимики были известны ещё и как врачи.

Среди арабских учёных выделяется знаменитый бухарский врач Абу Али аль Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина, или Авиценна, явившийся первым критиком идеи трансмутации металлов, каковую он считал невозможной, и считавший основной задачей алхимии приготовление лекарственных средств.

Абу Бакр Мухаммед ибн Закария Ар-Рази (864-925), в европейской литературе известный как Разес, внёс в ртутно-серную теорию некоторые изменения. Поскольку свойства солей металлов сложно объяснить двумя принципами, Ар-Рази добавил к ним принцип растворимости (хрупкости) – философскую Соль. Ртуть и Сера, по его мнению, образуют твёрдые вещества лишь в присутствии Соли. В таком виде теория приобрела логическую завершённость и просуществовала несколько веков. Ар-Рази предпринял также попытку объединить учение Аристотеля с атомистической идеей. Четыре стихии Аристотеля— это четыре вида атомов, движущихся в пустоте и различающихся формой и размером. Ар-Рази в своих сочинениях подробно описывал химическую посуду, оборудование, весы и лабораторные приёмы.

В целом именно во время арабского этапа были созданы основные теории алхимии, разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились огромных практических успехов – ими выделены сурьма, мышьяк и фосфор, получены уксусная кислота и растворы сильных минеральных кислот. Арабская алхимия была вполне рациональна; мистические элементы в ней представляли собой скорее дань традиции. Важнейшей заслугой арабских алхимиков стало создание фармации, развившей традиции античной медицины.