Rozwój alchemii w średniowieczu i wczesnej nowożytności doprowadził stopniowo do przekształcenia starożytnych żywiołów i powstania naukowej koncepcji pierwiastka chemicznego. Praktycznie nastawieni alchemicy odwoływali się często do arystotelesowskiej koncepcji 4 żywiołów, jednak obok nich wprowadzali dodatkowe podstawowe substancje, których relacje do żywiołów były niejasne. Ten kierunek rozwoju wyznaczony został przez uczonych arabskich. Zasadniczym przedmiotem zainteresowania alchemików były metale i ich transmutacje, których celami miały być otrzymanie złota lub odkrycie kamienia filozoficznego. Dżabir Ibn Hajjan uznawał ziemię, powietrze, ogień i wodę za podstawowe elementy materii. Bezpośrednimi „zasadami” tworzącymi wszystkie metale były jednak siarka i rtęć. W XVI w. Paracelsus dodał do nich sól, formułując wpływową koncepcję trójzasadową. Trzy zasady były u Paracelsusa bezpośrednimi, obserwowalnymi manifestacjami żywiołów.
Rozwój filozofii przyrody, badań empirycznych i aparatury w XVII w. związany był m.in. z porzuceniem celów dawnej alchemii i skupieniu się na bardziej ogólnych celach poznawczych.