火药
火药是中国古代四大发明之一。中国古代发明的火药，是将硝石、硫黄、木炭（含碳物质）捣碎，碾成粉末，经过拌和配制成混合火药。火药中的硝石（KNO3）在燃烧后能释放大量的氧气，起着氧化剂的作用，是火药能远射的因素。硫黄在火药燃烧中起着还原剂的作用，是火药能爆炸的因素。木炭则起着助燃的作用。若将三者放在密闭的容器中燃烧，便形成一个由硝石供氧的内燃烧体系，产生大量二氧化碳和氮气，使体积急剧膨胀，胀破容器，并产生高温烟焰，形成强烈的爆炸燃烧效应。唐以前有些炼丹家在炼丹时曾将这三者放在一起烧炼，结果受伤，乃至丧生。北宋初的兵器研制家便利用这种燃爆效应，制成最初的火器。由于史家记载的迟延，「火药」一词，直到1023年才在宋朝于开封设置火药作坊时问世。
《太平御览》中有关「石硫黄」的记载
硝石和硫黄都是矿物质。硝石多产于甘肃、青海、四川、山西、河北、内蒙等省区。硫黄多产于湖南、山西、河南等省。据《太平御览》卷987记载，大约在公元前六世纪，就有人知道它们的部分产地。对它们特性和用途的探索，始于医学和药物学。古代的医学家和药物学家为了采集标本和给人治病，到处探寻各种药物，并有人托名「神农」，在中国最早的药物典籍《神农本草经》中，记载了硝石和硫黄的医药性味、功用和主治。
神农像
中国古代炼丹家炼丹的目的甚多，但用硝石、硫黄等药料炼制长生药则是其主要目的之一。因统治者梦想长生久视，所以支持炼丹。早在战国时，楚国就有人向荆王献不死之药。唐代炼丹家在炼丹前常用明火烘烩的方法，制伏某些药物的有害性，也包括制伏硝硫炭合炼时产生的燃爆性，这种方法被称为「伏火矾法」。「伏火矾法」与火药的发明直接有关，其法是将含碳的物料马兜铃，同等量的硝石、硫黄放入容器中点火合炼，结果迅速燃烧，放出大量的热能和气体，引起爆炸。这种引起爆炸灾祸之物，正是被炼丹家发明的最早的火药。此法被炼丹家清虚子记录在公元808年（唐宪宗元和三年）问世的《太上圣祖金丹秘诀》中。可见，火药的发明至迟不晚于公元808年。
炼丹家在公元808年发明火药后，并未扩大火药的使用范围。但北宋朝廷却于1023 年在开封设置火药作坊制造火药，并在1044年（北宋庆历四年）刊行的兵书《武经总要》中，正式刊载了「火球火药方」、「蒺藜火球火药方」、「毒药烟球火药方」等世界上最早的三个火药配方。这3个火药配方都用硝石、硫黄、木炭（或含碳物料）作基本原料，再掺杂一些易燃和致毒物料，配制成不同性能和用途的火药。它们所用物料的重量和在火药中所占的百分比各不相同，但作为火药主体物料的硝石已经接近或超过50%，比初期火药的含硝量有较大的增加，使火药有可能用于军事。它们的配制工艺已从粗糙趋向精细，在制作上也从分散少量，发展到成批多量，为火器的扩大制造和使用创造了条件。
《武经总要》中记载的三个火药配方