煉金術是牛頓自然哲學的重要組成部分。牛頓的煉金術研究從一開始就是以波義耳微粒哲學為理論基礎而展開的。
此前，他已經大量閱讀了波義耳的化學著作與自然哲學著作，對物質理論以及與之密切相關的煉金術嬗變發生了濃厚興趣，撰寫了一本化學術語詞典，並在隨後相當長的時間裏不斷予以補充，以備自己查用。
波義耳重視考察微粒的空間性質以及作用劑的滲透性，而牛頓則認為物體的內聚性是因為有種種粒子力存在。因此，牛頓在煉金實驗中重視考察作用劑的腐蝕性，加強對酸的研究。
說到煉金術，人們往往將它和魔法和巫術聯係起來，認為那是一種很神秘的接近於宗教的東西，不過那是在中世紀的情況。
進入17世紀，煉金術在某些方麵已經向化學方向轉變，對煉金術的研究漸漸向理性轉變，有很多化學儀器的前身都是煉金儀器。
牛頓在這個時期接觸到了煉金術，並使煉金術得到了進一步的發展。他之所以接觸到煉金術，完全是因為巴羅教授，關於這點還有一段鮮為人知的故事。
有一天，牛頓敬愛的導師和親密的朋友巴羅教授急匆匆來找牛頓。
巴羅一進門就開門見山地問：“牛頓，你聽說過煉金術嗎？”
牛頓想了想，說：“知道一點，以前在您的圖書室裏讀過波義耳先生寫的《懷疑的化學》和《形式和質料的起源》，多少對它有些了解。”
巴羅一聽特別興奮，使勁拍著牛頓的肩，說道：“那太好了，牛頓！你是一個很聰明、很有見解的人，像現在這樣陷在無休無止的爭論中，將不利於你的全麵發展；所以，你應該考慮一下換換腦筋，搞點別的研究，開拓一下思路。”
“開拓思路？怎麼開拓？”
牛頓不解地問。
“我看你就試著研究一下煉金術吧。”
巴羅教授的建議著實讓牛頓大吃一驚，他問道：
“什麼？研究煉金術？可是……”
巴羅堅定地重複了一遍剛才說過的話。
“對！研究煉金術！”
牛頓有點不情願地反問道：
“可是，那會對我有什麼幫助呢？”
巴羅笑了笑，語重心長地說：“你這樣問，就說明你沒有真正讀懂波義耳的書。其實，煉金術是一門很有用的學問，它能幫你找到許多別的方法；這些新方法將大大有助於解決你在自然爭論中所遇到的問題。你明白嗎？”
“哦，原來是這樣！”
這下牛頓可來了精神，他笑著說：
“真有這麼神的話，我可真得試一試。先生您就等著聽我的好消息吧！”
牛頓滿腔的熱情一下子湧了上來，就像葉茨所說的那樣：
“牛頓在物理和數學上自然的奇異探索不能完全滿足他的要求，他將要通過煉金術的道路來引入更高的水平了。”
17世紀60年代牛頓就開始讀波義耳的著作，在去倫敦的路上，他還買了本煉金術文集《化學論文集》和兩個爐子、玻璃裝置及化學品，並把位於三一學院大門旁的花園一角的舊房子改成實驗室，開始做起了一個地道的煉金術士。
無論煉金術對牛頓還有其他什麼意義，他總是相信，他讀的論文內容是材料物質經曆的變化。他的目的是，透過五花八門的想象，找出這門技藝的所有闡述都能通用的工藝。
這樣的論斷並不是說他所追求的化學可以被當時的科學團體所接受，也不是說20世紀的科學家甚至會願意承認那是化學。然而，牛頓的確領悟到了，構成這門技藝內涵的，是化學工藝，而不是化學工藝術語包裹的神秘經驗。於是，他在閱讀煉金術文獻的同時，在實驗室開始實驗。
牛頓花費了令人不可思議、不可理解的時間和精力去研究煉金術和化學。除了去講課，以及不得不回去睡覺的時候，其餘所有時間牛頓都待在實驗室裏，一日三餐都由仆人送到實驗室來，有時為了節省時間他一天隻吃一頓飯。
在這個煉金室裏，牛頓做了大量的化學實驗，甚至還提出了一係列的化學符號和有關的表示符號。他還寫了很多的化學手稿和論文。
然而，不幸的事情發生了。1692年1月的一天，牛頓在去教堂禮拜的時候，他的實驗室著火了，等到他趕到時，實驗室變成了一片焦土爛瓦。牛頓流著淚，發瘋似的在裏邊找他的光學手稿和化學手稿以及部分論文，但結果是可想而知的。
痛心的牛頓以後再也沒有寫過化學手稿和有關論文。
據後來研究牛頓的學者統計，牛頓一生中用在化學方麵的時間加起來超過10年。
在現在的化學方程式中所使用的加熱符號都是煉金術中表示火的符號“△”。