这个杰出的世纪看着炼金术异想天开的试验发展成为化学。长久以来，经炼铁、鞣皮、调和染料、酿造啤酒等活动，工业界早已积累了许多化学知识，研究物质组织、结构和变化的工作，却大部分留给炼金术士去寻找；药物学家调和丹药，从德谟克里特到笛卡儿的哲学家，却苦思物体的构造。有些到化学的通路，安德列亚于1597年、海耳蒙特（Jan Van Helmont）于1640年已经开辟出来，不过这两个人都抱着炼金术士的希望——把“基本”的金属变成黄金。玻意耳本人也以此为目标做过试验。1689年，他设法废止一条反对“增加金银”的英国旧法令，他去世时（1691年），留给助手们一大堆红土，指令他们试着把它变成黄金。既然改变金属已是现代化学的老生常谈，我们在非难和隐瞒对黄金的渴望时，也应该为炼金术中的科学喝彩。
对炼金术最重的打击，是玻意耳发表他的《怀疑化学家》（Sceptical Chymist，1661年）——化学史上最重要的作品。他“看到最近从前轻视化学的学者，开始耕耘这块园地”因而感到欣慰，“它的确值得如此”。他称他的化学是怀疑论的，因为他要拒绝一切神秘的说法和超自然的性质，认为它们是“无知的庇护所”，又决定靠“实验，而不是三段论法”来解决问题。他放弃传统把物质分为空气、火、水和土四种元素的说法。他说，这些东西是混合物不是元素，真正的元素，更恰当地说，是“某些原始、简单，或完全未经混掺的物体，而不是由两种或两种以上的其他物质组成”，它们是一切混合物的成分，所有的混合物都可以分解成它们。但他不认为元素是物质的根本要素，他以为这些“最小的自然物”是微小的粒子，肉眼看不见，形状、大小各不相同，正像留基伯（Leucippus）所说的原子一样。由于这些粒子种类繁多，时而运动，时而结合成“原子”，所以一切物体和它们的性质，如颜色、磁性、热与火，都只受单纯的机械原理支配。
以前，火对科学家的魅惑，正像对壁炉边的梦想者一样。究竟是什么使一样东西燃烧起来？如何解释这些美丽、傲慢、恐怖而又随时改变的火舌？1669年，一个德国化学家比彻（Johann Joachim Becher）把所有的元素归纳成两个——水和土。后者的某种形式他称为“油状土”，他相信它存在于一切可燃的物体中，这就是燃烧的原因。跟着这个错误的指导，18世纪时斯塔尔（Geory Stahl）用他熟悉的“燃素说”使化学界误入歧途数十年。玻意耳找到另一条线索：各种不同的可燃物中，没有一种会在真空中燃烧。他认为：“空气中有一种微小而重要的第五原质（quintessence）……它和我们生命的元气的更新与恢复有关。”和他同时代、比他年轻的梅奥（John Mayow），也是皇家学会的成员，他假定空气的成分中有一种物质在金属被煅烧（氧化）时，就和金属结合，以此向今天我们有关火的理论开始迈进（1647年）。他相信一种熟悉的物质会进入我们的身体，把静脉血变成动脉血。在谢勒（Scheele）和约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）肯定氧的存在之前，还有100年的岁月要等待。
约1670年，一个德国炼金术士布兰德（Hennig Brand）发现，他可以从人尿中得到一种化学物质，不必预先曝光就能在黑暗中发亮。德累斯顿的一个化学家克拉夫特（Kraft），于1677年在伦敦查理二世面前展出这种新成品。玻意耳只在故弄玄虚的克拉夫特嘴中挖出来这么一点：他承认，这种发光的物质“是多少有点属于人体的”。这个暗示已经够了：玻意耳很快制出了磷，又经过一系列的试验，他建立了一切迄今所知有关这种物质发光的知识。
