炼丹术是中国古代的一种特殊方术，其目的是通过炼制某些自然矿石或金属，得到“神丹”或人工金银等长生不老药，因而又有“金丹术”“炼金术”、”黄白术”之称。
炼丹术并不是古人追求长生不老的最初手段。中国古代盛行过多种长生不老术，服食、行气、房中是其中最重要的三端。炼丹术就是在服食活动中发明出来的。
所谓“服食”，并非选择食物治疗疾病，而是指通过内服药物，以求延年益寿，乃至长生不老。动物、植物、矿物中，都有被选中的长生不老药，然而在服食家看来，作用最强、效果最可靠的长生药则是自然金石和人工炼制的“金丹大药”，因而尤其重视服石和炼丹。
服石和炼丹的显著区别，在于所服的药物一是自然矿物，一是矿物的人工炼制品，在观念上二者虽不等同，但又存在着密切的联系。这不仅在于二者的手段、目的和兴衰过程具有基本的一致性，更重要的是炼丹术正是在服石基础上产生的，“炼丹”的最初含义是炼丹砂，而丹砂正是服石的首选药品。服食自然丹砂无疑属于服石，而炼服丹砂活动的出现也就标志着炼丹术的起源。当然，早期的炼丹术与后来有所不同，因为炼丹技术和设备一直在不断发展和改进，“炼丹”的含义也就不只是炼丹砂了。
矿石何时开始作内服药，现在已难以确知，不过从淳于意的《诊籍》来看，扁鹊已有了“阴石以治阴病，阳石以治阳病”的理论，淳于意引的古《论》中，也已有“中热不溲，不可服五石”的告诫（司马迁《史记》卷一Ｏ五扁鹊仓公传。见《二十五史》第311页上海古籍出版社，上海书店1986），可知春秋战国时期，人们服用石药已经相当普遍。
古人最初服用石药的目的是治病还是养生，已无法作出确切的判断，所以上述记载不足作为断定服石发端时期的依据，而当时的文学作品《楚辞》中，已有“登昆仓兮食玉英，与天地兮比寿，与日月兮齐光”（屈原《涉江》见朱熹《楚辞集注》第79页上海古籍出版社1979）等语，可以认为这些诗句反映了战国时代的服石活动。马王堆汉墓出土的帛书《养生方》中记载：“冶云母”以麦籍为丸如酸枣大，服后“令人寿不老”（马王堆汉墓帛书整理小组《马王堆汉墓帛书（肆）第118页第1版北京：文物出版社1985）。据此可知，秦汉以前确实已有服石活动。
秦始皇曾多次派人寻求不死之药。汉武帝追求长生而餐玉屑，曾“立仙掌以承高露”（陈焘《三国志》卷二十一魏志卫觊传：昔汉武信求神仙之道，谓当得王表之露，以餐玉屑，故立仙掌以承高露”：见《二十五史》第1139页）。还派数千使者去寻找蓬莱仙人。秦皇汉武的笃信挚求，造成了严重的社会影响。“食金饮珠”、“餐玉”的服石活动，渐渐盛行于世。西汉时期己有多种矿物被选作长生药，人们不仅自己采食，而且作为商品进行交易。《神农本草经》基本上总结了汉代以前的药学成就，书中把丹砂、石钟乳、石胆、曾青、禹余粮、白石英、紫石英、五色石脂等18种石药，被列于“轻身益气、不老延年”的上品药中。在一定程度上反映了汉代服石的具体内容，为我们理解汉代服石提供了一定的帮助。
六朝时期的服百活动虽然也涉及多种矿物药，但其最突出的特点是服散之风的盛行。所谓“服散”，是指服“寒食散”而言。“寒食散”的名称来自服药后的节度方法，凡服后须寒饮、寒食、寒衣、寒卧将息的方药，都称之为“寒食散”，因而“寒食散”并不是特指某一特殊方剂，而是对一类方剂的泛称。
“寒受散”的来源，可以追溯到东汉时代。最早注明“宜冷食”将息的“侯氏黑散”和最早直呼“寒食”的“紫石寒食散”，都首载于《伤寒杂病论》中（汉·张肿景《金匮要略方论》第17、58页，人民卫生出版社影印本1956），所以皇甫谧得出“寒食草石二方出自仲景”的结论（隋·巢元方《诸病源候论》卷六第33－35页，人民卫生出版社影印本1955）。魏晋时期，在仲景方的基础上，又衍生出“五石更生散”、“五石护命散”、“三石肾气丸”、”靳邵散”、“五石肾气丸”、“三石肾气丸”等多种方剂，这些方剂虽然都曾被当作“大药”、“上药”服用，但其中最著名的却是“五石更生散”和“五石护命散”，所以“寒食散’，和“五石散”几乎成了完全等同的概念。
但是，“寒食散”中多为燥烈剧毒之药，能引起严重中毒，变生种种疾病。如寒热时作、局部疼痛、体发痈疮，或出现泌尿系、消化系、神经精神症状。这些病症反复发作，经久不愈，甚则致残丧生。服散中毒在疾病谱中增添了新的内容，医生们给予了充分的重视，称之为“寒食散发侯”，纷纷研究预防和治疗方法，葛洪、秦承祖、皇甫谧、曹歙、道弘道人、陈延之等，都有相关的论述保留在《诸病源侯论》、《外台秘要》、《医心方》等医学著作中，其中以皇甫谧的《寒食散论》最具代表性。
皇甫谧曾经躬行服散，散发后自己调治而愈，所以服散发动者多来向他请教救治方法。曾有一姜姓患者“以药困绝”，经皇甫谧救治脱险得生，当时正服散发动的平阳太守刘泰听说后，遣使者询问解救方法。皇甫谧“辞不获已，乃退而惟之，求诸本草。考以《素问》，寻故事之所更，参气物之相使，并列四方之本，注释其下，集而与之。”（巢元方《诸病源候论》卷六第31页人民卫生出版社影印本1955），这就是所谓的《寒食散论》。《诸病源候论》卷六“寒食散发候”所引“皇甫谧云”，当是《寒食散论》的主要内容。
皇甫谧认为，造成散发不够的原因，主要在于服散失其节度，故即首先提出了严格的将息节度方法。他指出，服散须臾要以冷水洗手足，待药行之后，则脱衣冷水极浴，常当寒衣、寒食、寒饮、寒卧；常饮酒令体内熏熏不绝；还须烦劳，如行走、跳涌、劳动出力等。这些方法可能具有一定的解毒和排毒作用，后世医家曾用之于丹药及其他石药中毒的预防和解救。
当然，六朝时期解救散症，并不止皇甫谧一家之法。如道弘道人著《解散对治方》，首创药物“相对”、“相动”理论，认为五石散中的石药分别与方中的草药相对，由于相对的药物可以相互发动，从而导致不同的散发症状。如：“钟乳对术，又对括萎，其治主肺，上通头胸，术动钟乳，胸寒短气；钟乳动术，头痛目疼。”（隋·巢元方《诸病源候论》卷六第32页人民卫生出版社影印本1955），这样，就把散发症状同药物、脏腑特异地联系起来，治疗时则从相应的脏腑入手，显然与皇甫谧“六反”、“七急”、“八不可”、“三无疑”很不相同。《解散对治方》的理论，虽被孙思邈收入《千金要方》卷二十四中，但在晋代却不为医家所推重，《小品方》即指出“对治新方”不可轻信，唯有皇甫谧的节度之法可从。（隋·巢元方《诸病源候论》卷六第33页人民卫生出版社影印本1955）
皇甫谧的服散节度方法的救治措施虽然被人们所接受，但其实际效果却大为可疑，即以他自己的评价，也不过“释朝夕之暴卒”而已，并不能“终蠲此疾，没齿无患”，所以服散发动，经久不已，医治无效，致残毙命者大有人在。
服散的动机、流行及衰落：不少人认为“五石散”只是一种房中药，这种观点带有很大的片面性，综合古代文献记载，加以深入分析，就会发现服散目的大致有三个方面，以主次为序，则是补虚、长寿、增强性功能。
皇甫谧的《寒食散论》是考察服散可以依据的最早文献，他说：“近世尚书何晏，耽声好色，始服此药，心加开朗，体力转强，京师翕然，侍以相授，历岁之困，皆不终朝而愈。”（隋·巢元方《诸病源候论》卷六第33页影印本北京：人民卫生出版社1955），十分明显，“寒食散”一开始就被用来补虚，也是以强壮剂行世的，后来则作为高级补养药用于强壮身体，统治百病。余嘉锡在罗列了50余条六朝服散事例之后指出：“当时士大夫翕然从之。宋尚（宋尚西晋医生，著《太一护命石寒食散》，已佚），更推广之以治一切之病，由是自西晋至南北朝，争相服饵，几成风俗，岂皆有劳伤之疾哉？以为护命散无病不治，且久服可以长生故也。”（余嘉锡《寒食散考》见《余嘉锡论学杂著》第210页第1版北京：中华书局1963），正如余氏所言，服“寒食散”的另一目的是延年益寿。秦承祖说：“夫寒食之药，故实制作之英华，群方之领袖，虽未能腾云飞骨，练筋易髓，至于辅生养寿，无所与让”。（《医心方》卷十九第452页，影印本北京：人民卫生出版社1955），《千金翼方》《医心方》等多认为，熊使弱者复壮的药物，当可延年，故而无病之人服“寒食散”多希图延年益寿。
孙思邈说：“有贪饵五石，以求房中之乐”（唐·孙思邈《备急千金要方》卷一第2页，影印本，北京：人民卫生出版社1982），由此可知，“寒食散”确曾被当作房中药。
魏晋道德观的转变，也是服散之风盛行的重要条件。曹魏正始年间，人们开始用理性的眼光审察和批判过去的一切，“名教”和“自然”的关系成为玄学家们的重要论题，王弼的“祟本息末论”，强调扶植人的朴素情感和自然本性，嵇康则更明确地提出“越名教而任自然”的主张。在玄学理论的影响下，人们开始强调人的真情实感、自然之性和个性，在一定程度上摆脱了名教的桎梏及名利的束缚，从旧道德观念的禁锢下得到了一定程度的解放。人们可因“散发”违命，也可以饮酒居丧。服散后的种种放荡行为，都不被视为违犯道德轨范而受到指责，这在两汉时代是不可想象的。
服散之风盛行约300年后开始衰落了，其根本原因则在于“寒食散”药性酷烈，“将息至难”，服散造成的一系列特殊病症引起了社会警觉。唐代服“五石散”者已不多见，人们多单服钟乳石、白石英、紫石英等强身延年，服石的历史呈现出一大转折。
（一）炼丹术的兴起及其思想基础
炼丹术的产生至迟不晚于秦汉之际。有关专家对马王堆一号墓古尸进行研究的结果表明，尸体组织内铅、汞含量超过正常人的数十倍至数百倍，根据组织内铅汞化合物结构与棺液中的化合物不同，以及铅、汞在各器官分布极不均匀的选择性蓄积现象，排除了体内高量铅汞系由棺液经皮肤渗入的可能性；另外尸体小肠内还有大量含汞物质残留，所以研究者认为：“口服仙丹之类的药物可能是古尸体内铅汞的主要来源。”（湖南医学院《长沙马王堆一号墓·古尸研究》第224页文物出版社1980），墓主人下葬于汉文帝初元十二年（公元前168年），这表明在汉初已经有人炼服“仙丹”，炼丹术的实际发端时间应当更早。
炼丹术产生之后，在两汉时期发展很快，不仅有大量的文士从事炼丹活动，而且出现了专门的炼丹著述。据陈国符氏考证，现存的《太清金液神气经》、《黄帝九鼎神丹经》、《太清金液神丹经》，都是先于《周易参同契》问世的汉代炼丹专著。（陈国符“《道藏经》中外丹黄白法经诀出世朝代考”，见赵匡华主编《中国古代化学史研究》北京大学出版社1985），东汉魏伯阳的《周易参同契》第一次把易理和炼丹联系起来，从哲学的高度对炼丹家的经验进行了概括和总结，所以被认为是现存最早的炼丹理论著作。（《中国大百科全书·化学》第1236页中国大百科全书出版社1989）
汉代炼丹术的发展，还给当时的本草著作打下了时代的烙印。《神农本草经》记载了丹砂能化为汞：石胆能化铁为铜成金银；空青能化铜铁铅锡为金；曾青能化金铜；石硫黄能化金银铜铁奇物；水银能杀金银铜锡毒，溶化还复为丹，等等，这些都是炼丹家通过实践所得的认识。
炼丹术在汉代兴起，有其一定的思想基础，除不可避免地受到阴阳五行思想的影响之外，与神仙学说、物性互渗意识和尸体不朽的信仰也密切相关。
中国古人的不死观念与鄙薄尘世、超脱人生的丰富想象相结合，产生了战国对期的神仙思想，至秦汉时期进一步形成了完整的神仙学说。《抱朴子内篇》引《仙经》曰，“上士举形升虚，谓之天仙；中士游于名山，谓之地仙；下士先后蜕，谓之尸解仙。”（晋·葛洪《抱朴子内篇·论仙》卷二见王明《抱仆子内篇校释》第20页中华书局l985），对这种三等神仙学说的虔诚信仰，使人们不能理解服石饵丹者的死亡与常人无异，而认为是“尸解”变成了仙人中的一种，这样不但不能接受前人中毒丧生的教训，反而更坚定了成仙的信念。尸解成仙的理论在汉代曾受到唯物主义理论家王充等的批判，但作为服石炼丹活动的重要思想基础，这种理论并没有因此而被抛弃，葛洪依然认为李少君、费长房、李意期等人的死，都是尸解成仙，并以此宣扬神仙学说。
炼丹术最早从炼丹砂开始，可能与古人的尚赤观念有关，但更重要的原因还是丹砂能使尸体不朽的信念。曾有人证明，组织中汞的含量增高可以延缓组织的腐败。（陈康颐死体现象（四），内科学报2；162；1951），古人常常把丹砂放入墓穴，主要目的可能是使尸体得到长期的保存。另外，丹砂受到特别重视，还由于它具有与水银互化的特性，这一化学性能的被发现，不仅增强了丹砂的神秘性，也使水银的地位大大提高。《史记·秦始皇本纪》记载，始皇陵内“以水银为百川江河大海。”（汉·司马迁《史记》卷六秦始皇纪见《二十五史》第31页版本同前引），本世纪80年代初，曾有人两次将勘查地球化学中的汞量测量技术，应用于秦始皇陵，结果在125900平方米的陵墓封土范围内，发现一个12000平方米的强汞异常区，《史记》的记载，从而得到了初步的证实。（常勇、李同秦始皇陵中埋藏汞的初步形容考古190（7）；659；1983），《抱朴子》说：“金汞在九窍，则死人为之不朽，况服食乎?”（转引自明·李时珍《本草纲目》第523页人民卫生出版社点校本1977），可见秦汉似降，丹砂、水银一直被当作重要的炼丹原料，是与古人关于尸体防腐的认识分不开的，从尸体不朽，到肉体不死，人们对同一物质寄予了不同的希望。
（二）道教对炼丹术发展的影响
秦汉时期，炼丹术主要掌握在方士手中。魏晋之后，道教勃兴，许多方士成了道士，炼丹术则主要以道术的形式，与道教同步得到发展。一方面，炼丹术作为统治者信仰的长生术，成了道术的组成部分，吸引一些高级士族加入道教，促进了道教的发展；另一方面，宗教的外衣又进一步增强了炼丹术的神秘性，随着道教的传播，炼丹活动的范围和规模也在不断扩大，同时，历代统治者崇道，也使炼丹术得到更有力的支持。
晋唐之间，官方道教不断发展，在这段历史时期。炼丹活动主要由道士在深山、大观和帝王宫中进行。由于炼丹道士往往兼修医药，也有不少医生参与炼丹，因而出现了一些既是医生又是道士的人物。葛洪和陶弘景就是典型的代表。
（三）著名医家的炼丹活动
葛洪虽以儒学知名，但尤好神仙方术，先从郑隐和鲍玄学习炼丹，后在罗浮山炼丹积年，直至终殁。葛洪所著《抱朴子·内篇》，是关于道教宗教哲学和神仙方术的重要著作，书中专设”遐览”、“仙药”、“金丹”、”黄白”诸篇，收录了多种现已失传的炼丹书目，备载服石、炼丹、行气、房中等方术，集晋以前神仙方术和理论之大成。
《抱朴子·内篇》不仅记载了许多现已失传的炼丹著作、多种炼丹药物和具体的炼丹方法，而且还从实践中概括了元素循环的思想。如“金丹”篇指出：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。”（见王明《抱朴子内篇校释》第72页、第281页版本同前引），这是说煅烧丹砂（硫化汞）可使其中含的硫变成二氧化硫，而游离出金属汞（水银）：再使水银同硫黄化合，最后又生成赤色的硫化汞结晶，“黄白”篇中指出：“铅性白也，而赤之以为丹；丹性赤也，而白之以为铅。”这里描述的是，铅经过化学变化成为铅白（白色碱式碳酸铅），铅白加热可变成铅丹（赤色四氧化三铅），而铅丹经过化学变化，仍可成为铅白。葛洪在这里不仅是表述具体的化学反应过程，更重要的是通过列举化学变化的实例，阐述具有可逆性、循环性的物质变化思想，以论证丹砂能令人长生、黄金可人工合成信念的正确性。
葛洪及其《抱朴子，内篇》，在道教史和炼丹史上都有重大影响。南北朝时期，受葛洪影响而以炼丹修道闻名者，当首推宋梁间人陶弘景。陶弘景同葛洪一样，既是知名炼丹道士，又是著名医学家，他10岁时，“得葛洪《神仙传》，昼夜研寻，便有养生之志。”（《唐·李延寿》南史卷七十六隐逸下陶弘景传），36岁退出仕途，隐居茅山。陶弘景曾经“遍历名山，寻访仙药”，得到神符秘诀之后，用梁武帝提供的黄金、朱砂、曾青、雄黄等药物，合炼“飞丹”，又把丹药献于武帝，进一步博得了武帝的敬重。陶弘景勤于著述，到老年更加孜孜不倦，所著道书和炼丹书，主要有《真诰》、《合丹法式》、《太清诸丹集要》等。
（四）丹药的临床应用
现代化学技术证明，古代丹家炼制的丹药，主要是有毒的汞、铅、砷、硫化合物，所以历代服食丹药中毒丧生者史不绝书。
炼丹术作为追求长生不老的方术失败了。但是，炼丹家们取得的化学成就却在中国科技史上永放光彩。中国古代的汞化学、铅化学、砷化学、矾化学以及冶金技术，都由于炼丹家的创造而遥遥处于世界领先地位；中国四大发明之一的火药，也是在丹家的炼丹炉里诞生的；中国炼丹术经过阿拉伯传到欧洲之后，又成了近代化学的摇篮。
从医学史的角度研究炼丹术，当然不能主要着眼于其一般的化学成就，更应该注重它在医药方面的重要贡献。
15世纪末叶的巴拉塞尔修斯有一句名言：“金丹术的宗旨不是炼冶黄金，而在于为人类疾患研制药品。”（转引前引李约瑟文，见《中华文史论丛》（3）；99；1979）。虽然炼丹作为长生术日趋衰落，但它作为“为人类疾患研制药品”的化学技术却没有被遗忘，医药学家们只是把它的应用重点从保健医学转移到治疗医学上来。
丹药用于疾病的治疗，有外用和内服两种给药途径。
郑玄注《周礼·天官冢宰下》疗疡“五毒”时提到的“五毒方”，是关于丹药外用的最早记载：“五毒，五药之有毒者，今医人有五毒之药，作之合黄礜，瞿石胆、丹砂、雄黄、礜石、慈石其中，烧之三日三夜，其烟上著，以鸡羽扫取之以注创，恶肉破骨则尽出。”（《十三经注疏》第668页中华书局影印本1980）。虽然，丹砂、雄黄、礜石等在《五十二病方》中已被用作疡科外用药，但这些用法不会是“五毒方”的直接渊源。
《抱朴子·内篇·金丹》载录的《太清经》“九光丹”中的五石，除曾青与“五毒方”中的石胆不同外，其余四味则全然无异，因此有人断定二者存在着同源关系（赵匡华、张蕙珍汉代疡科“五毒方”的源流与实验研究自然科学史研究1（3）；199；1985）。丹砂、雄黄、礜石、磁石、曾青等，在西汉时期已是被神秘化了的炼丹常用原料，“五毒方”将“五毒”混合升炼的方法，应当首先是炼丹家的技术成果。《周礼》把”五毒”与“五气”、“五药”、“五味”并举，似乎属于泛论而并无具体所指，所以郑玄只说：“今医人有五毒之药”，而没有断定周人也曾用过此方。不过，“五毒方”至迟在东汉时期已被用于外科临床。
汉代以后，丹药外治疮疡的方法一直没有失传。《外台秘要》卷十四、卷三十分别记载的“范汪飞黄散”和“广济飞黄散”，所用药物和炼制方法，都与汉代“五毒方”相近似。宋代文学家杨亿，曾在笔记中记述了宋人按郑玄法合药治愈疮疡的事例（许叔微《普济本事方》第99页上海科学技术出版社1959）。可见“五毒方”通过方书记载或口耳授受，不绝如缕地流传下来。
《刘涓子鬼遗方》（499）等外科专著中，很少使用炼丹产物。随着服丹中毒事故的不断发生，人们对丹药内服的方式产生了怀疑和恐惧，而对外用丹药治疗外科疾患的疗效和安全程度却给予了越来越充分的肯定。一些外科专著及综合性医书的外科篇卷中，都大量记载了丹药的制备方法和临床应用，从而外科成了丹药的主要用武之地，炼制外用丹药成了炼丹术的主流。
根据丹药的烧炼方法和化学组成，可把众多丹药配方分为氧化汞类（如红升丹）、氯化汞类（如白降丹）、硫化汞类（如太乙小环丹）以及其它杂类四大类型。目前各类丹药仍被用于骨髓炎、骨结核、淋巴结核等，在外科临床上发挥着重要作用。