Alkymi i middelalderen var en blanding av vitenskap, filosofi og mystikk. Langt fra å fungere innenfor den moderne definisjonen av en vitenskapelig disiplin, nærmet middelalderens alkymister deres håndverk med en helhetlig holdning; de trodde at renhet i sinn, kropp og ånd var nødvendig for å kunne fortsette den alkymiske søken.
I hjertet av middelalderens alkymi var ideen om at all materie var sammensatt av fire elementer: jord, luft, ild og vann. Med den rette kombinasjonen av elementer, ble det teoretisert, ethvert stoff på jorden kan dannes. Dette inkluderer edle metaller så vel som eliksirer for å kurere sykdom og forlenge livet. Alkymister mente at "transmutasjon" av et stoff til et annet var mulig; dermed har vi klisjéen fra middelalderens alkymister som søker å "gjøre bly til gull."
Middelalderens alkymi var like mye kunst som vitenskap, og utøvere bevarte hemmelighetene sine med et skjemmende system av symboler og mystiske navn på materialene de studerte.
Alchemy har sin opprinnelse i eldgamle tider, og utviklet seg uavhengig i Kina, India og Hellas. På alle disse områdene degenererte til slutt til overtro, men den migrerte til Egypt og overlevde som en vitenskapelig disiplin. I middelalderens Europa ble den gjenopplivet da forskere fra 1100-tallet oversatte arabiske verk til latin. De gjenoppdagede skriftene til Aristoteles spilte også en rolle. På slutten av 1200-tallet ble det diskutert seriøst av ledende filosofer, forskere og teologer.