远古至17世纪
远古时代是指距今约300万年至B.C.21世纪的世代。其间，在非洲和东亚地区产生了人类（考古学家们在非洲发现了距今300余万年的人类化石，在中国的重庆市发现了距今约200万年的巫山人化石）。人类最初直接利用天然物质（如采集植物和狩猎动物等），或从中提取所需要的物质（如从靛蓝等植物中提取染料等）。但是，这些物质满足不了人们的需求。于是，人类便发明了各种加工技术，把天然物质转变成具有多种性能的新物质。例如，人类发明各种化学加工技术制造并使用了火、陶器、酒、盐、漆器、沥青、涂料、染料、玻璃等物质。“火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人和动物分开”（恩格斯语）；制作陶器被誉为这个时代人类最早的四大发明之一（另三大发明分别是种植植物、饲养动物、磨制石器）。自此，人类由被动地顺应自然阶段进入到主动地改造自然的较高级阶段。
B.C.21世纪以后，人类先后进入到青铜器时代和铁器时代。其间，人类运用冶炼技术炼制的铜、铁制作武器、耕具、炊具、餐具、乐器、货币等。B.C.20—B.C.11世纪，中国人用酒曲发酵，发明了原始瓷器（青釉器）等器物。B.C.7—B.C.6世纪，腓尼基人用山羊脂和草木灰制成肥皂。B.C.5—B.C.4世纪，中国人发明了桐油漆、炼丹术、造纸术；叙利亚人发明了玻璃吹制技术。约7世纪，拜占庭人发明了“希腊烟火”。约8世纪，阿拉伯人查比尔发现了王水。11世纪，欧洲人发明了水力风箱，提取硝石，掌握了制备硝酸的方法。
为了总结与传承化学化工技术的经验，人们撰著了许多化学化工方面的著作。例如，B.C.5—B.C.4世纪，中国人撰著了《考工记》。77年，罗马人老普林尼（Pliny，the Elder 23—79）撰著了《自然史》。约1世纪，希腊人迪奥斯科里斯（Dioscorides，P.40—90）撰著了《药物学》。100—170年，中国东汉学者魏伯阳（约151—221）等撰著了《周易参同契》。约533年，中国北魏学者贾思勰（生卒不详）撰著了《齐民要术》。约9世纪，亚历山大人编纂了工匠手册《着色的配方》，波斯炼金家拉齐（Rāzī，Abū Bakr Muhammad ibn Zakarīyyā al- 864—924）撰著了《秘密中的秘密》。1044年，中国曾公亮（999—1078）和丁度撰著了《武经总要》。1260年，德国科学家大阿尔伯图斯（Albertus，Magnus Saint 约1200—1280）撰著了《炼金术》，中国宋末元初蒋祈撰著了《陶记》。1267年，英国学者罗吉尔·培根（Bacon，R.约1214—约1292）撰著了《大著作》等。这些著作对于推动当时化学化工技术的发展起到了重要作用。
B.C.3世纪，中国人开始了炼丹活动并在其中发明了火药。8—12世纪，火药“经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲”。中国东汉魏伯阳在其《周易参同契》的炼丹术著作中对炼丹经验进行详细的记述。晋代炼丹家葛洪（284—364）在其《抱朴子》一书中对汉晋以来的炼丹术也做了详细记载和总结。炼丹—炼金家在炼丹和炼金的过程中，认识了硫、汞、铅等金属和非金属的性质；认识了氮化镁、硼砂、苛性钠、草木灰、食盐等化合物的反应；发明了加热器、蒸馏瓶、坩埚等仪器；掌握了蒸发、过滤、蒸馏等实验操作技术。因此，炼丹—炼金术被认为是近代化学的前身或是原始化学。
B.C.1世纪，中国西汉人发明了造纸术。105年，东汉蔡伦（？—121）对造纸术进行了改进，使之趋于成熟，完成了一次书写材料的革命，也完成了一次重要的化学工艺的革命。6世纪，北魏学者贾思勰在《齐民要术》中，专门记载了处理造纸原料楮皮和染黄纸的技术。7世纪初期，造纸术被东传至朝鲜、日本。8世纪，造纸术被西传入阿拉伯。10—11世纪，造纸术被传入埃及、摩洛哥等国。中国北宋时期，沈括（1031—1095）在其《梦溪笔谈》一书中，最先提出了“石油”一词。
12世纪，欧洲人制造肥皂，分离出了无水酒精。1450年起，欧洲人开始从明矾石中制造结晶明矾。1477年，英国炼金家诺顿（Norton，T.）发明了同时进行60种以上操作的炼金熔炉。13世纪以后，中国人发明的火药、造纸术被传入印度以及欧洲。火药、造纸术、指南针和印刷术被誉为中国古代对世界具有重大影响的四大发明，是中国古代劳动人民的伟大创造，它对中国乃至世界文明的发展都起到了重要的推动作用。其中，造纸术的发明为人类提供了经济、便利的书写材料，掀起了一场人类文字载体的革命；火药武器的发明和使用，改变了作战方式，帮助欧洲资产阶级摧毁了封建堡垒，加速了欧洲的社会历史进程。英国哲学家培根（Bacon，F.1561—1626）指出，中国人的发明在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了；马克思（Marx，K.H.1818—1883）则指出，中国人的发明预告资产阶级社会到来；恩格斯（Engels，F.V.1820—1895）认为火药的发明具有光辉的历史意义；英国汉学家麦都思（Medhurst，W.H.1796—1857）指出，中国人的发明对欧洲文明的发展，提供了异乎寻常的推动力。
15世纪和16世纪前期，威尼斯人生产出了水晶玻璃；16世纪，荷兰人德雷贝尔（Drebbel，C.）发明了硫酸制造方法，瑞士人帕拉塞尔苏斯（Paracelsus，P.A.）提出了新医疗法；16世纪中期，欧洲兴起涂漆业；16世纪末期，中国明代李时珍（1518—1593）撰著了《本草纲目》，作者记载了纯金属、金属、金属氯化物、硫化物等化学反应和蒸馏、结晶、升华、沉淀、干燥等化学方法，批判了水银“无毒”，久服“成仙”“长生”等说法，驳斥了久服水银可以长生不老的无稽之谈，该书被誉为“东方药物巨典”“中国古代的百科全书”。17世纪，德国化学家格劳贝尔（Glauber，J.R.1604—1668）首次通过加热蒸馏明矾（或绿矾）和盐的混合物，制造出近乎纯净的盐酸。英国化学家波义耳（Boyle，R.1627—1691）发现了甲醇，建造了化学实验室；英国化学家雷文斯克罗夫特（Ravenscroft，G.）发明了燧石玻璃；英国化学家伊勒（Eele，M.）提取了沥青和焦油；中国明代学者宋应星（1587—约1666）撰著了《天工开物》，首次论述了锌和铜锌合金（黄铜），记述了冶金、分金、铅丹、铅白、银朱、煤炭、石灰、钒、炭黑、燃料、颜料、陶瓷、制曲、酿酒等化学过程和技术，记述了炉甘石还原成锌的火法炼锌技术，该书被誉为世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作、“中国17世纪的工艺百科全书”。