俗语道：“做了皇帝想成仙。”求丹问药，以求长生不老，这是封建年代贵为天子的终极追求。秦始皇和汉武帝正是这样的人物。
秦始皇一生求仙而无果，最终身亡。汉武帝在位几十年，也为了寻仙问药耗费了大量的财力和物力，建造了无数的神祠。派到名山仙海寻仙问药的方不计其数，终无一获。但令人欣慰的是，汉武帝晚年时明白了“成仙要修行，不可求丹药”的道理。
中国传统医学是通过长期的经验积累逐步形成的，而经验积累基本上又是一个反复试错的过程，神农尝百草一日之间遇七十二毒就是典型的试错。皇帝们服用丹药，实际上是方士拿皇帝们的身躯试错。从这个意义上来说，皇帝们的死对提高古人的医学认知还是起到了一点作用。正是通过他们的死，证明了“此路不通”，才使炼丹术后来逐渐没落。
先保江山永固，再求长生不死
丹，是中药的一种剂型，古今许多药方都名之曰“丹”，以示灵验，如天王补心丹、至宝丹、山海丹等。这些方药，主要由动植物药配制而成，与本来意义上的丹毫不相干，只是借用“丹”名而已。古代炼丹术对后世的深刻影响，由此可见一斑。
炼丹术的中心目标是追求“长生不死”。当封建社会发展到一定阶段，生产力有了较大的提高，统治阶级对物质享受的要求也越来越高。皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一希望“江山永固”；第二希望“长生不死”。这是炼丹术产生的根本社会背景。
中国历史上的炼丹活动，兴于秦朝，道教的成立是汉朝的事。炼丹活动先于道教而出现，后来才成为道教的修炼方术之一。
炼丹术的内容，在义理和操作两个层面都与金属矿物学的知识有关，也与医学养生有关。与前者关系更密切的，叫外丹；与后者更靠近的，叫内丹。
1.外丹，原始化学
丹药，我们从西游记中孙悟空先偷吃王母的蟠桃，后偷食太上老君的仙丹，而后才惹祸闹天宫的那一段故事中可以了解一点。外丹术指道家通过各种秘法烧炼丹药，用来服食，或直接服食某些芝草，以点化自身阴质，使之化为阳气。在秦汉之际兴起的炼丹术，主要是外丹活动，外丹在唐代达到鼎盛，随后盛极而衰。两宋以后，“丹鼎派”道教提倡修炼内丹术（即气功）。明末以后，在外丹活动逐步衰败时，内丹逐步成为道教修炼的主流，外丹术彻底在道教中让位于内丹术。
2.内丹，中华气功
内丹术是道教人士对气功的称呼。内丹修炼术以人体为丹炉，故称“内丹”，以别于“外丹”之用鼎为炉。内丹术盛于唐宋。
传统上，气功之主要修练及研究者皆为道门人士以及深受道门医学影响的医师。固华夏传统气功，均属内丹功。内丹功之根，乃是阴阳之变、五行生克、天人合一、天人相应等道门理论，以及丹士所掌握的丰富中华医学知识。纳外气、养内气、和阴阳、通经络，并以“炼精化气、炼气化神、炼神还虚”贯彻其中。
唐代，内丹功渐与道门武学融为一体，成为内家武学。内家武学暗藏内丹术，并能致用，固不少修道者亦以内家武学为炼丹修心之捷径。修炼内丹或内家拳，一般能使弱者体质于一两年内迅速转强。太极拳名家吴图南、陈微明等，均属此列。今练内家拳图以强身者众，唯多不知内家拳强身之妙，在其隐于心法中之内丹功。若只谙外形，实在无用，缺者正是内丹术。
“丹”原来指丹砂（即硫化汞），是硫与汞（水银）的无机化合物，因呈红色，所以又称丹砂或朱砂。丹砂与草木不同，不但烧而不烬，而且“烧之愈久，变化愈妙”。丹砂化汞所生成的水银属于金属物质，但却呈液体状态，具有金属的光泽而又不同于五金（金、银、铜、铁、锡）的“形质顽狠，至性沉滞”。这也就是炼丹家的理论依据所在。古代炼丹的理论依据是“假求外物以自坚固”。
炼丹家认为：人是脆弱的，要长生不老，人的肉体可以借助于某种神奇的药物而获得永生，必须找一种不朽、无变化、具有稳定性的药物作为支撑。草药虽能治病，但其本身会干枯、会腐烂、不耐烧，所以无法成为不死之药。而用铅砂、硫磺、水银等天然矿物炼制的金丹，入火百炼不消，入土千年不朽，入水万年不腐，如果能被人体吸收，就能起到坚固人体的作用。
炼丹在修炼活动或过程中显得极其神异诡秘。如认为炼丹处所的选择，应在人迹罕到、有神仙来往的名山胜地，否则“邪气得进，药不成也”。开鼎时，术士须斋戒洁顶冠披道袍，跪捧药炉，面南祷请大道天尊；再如入山炼，须选“开山月（三或九月）”的吉日良辰；筑坛要烧符箓，炉鼎插置宝剑古镜。如此等等，无一不充斥了极其浓厚的迷信色彩。关于炼丹工具和设备，见于文献的大约有十多种，诸如丹炉、丹鼎、水海、石榴罐……
炼丹家的指导思想是唯心的，在医学上是误入歧途，因此他们的本来目的全然没有达到。但是炼丹的实践毕竟使炼丹家们接触到种种自然现象，从而提高了对自然界的认识。例如，他们日日夜夜地在实验室工作，积累了丰富的实际经验，从而提出了一种可贵的思想：“物质之间可以用人工的方法互相转变。”在长期的炼丹活动中促进了古代化学的发展，产生了不少意外收获。如驰名世界的火药，就是唐朝末年炼丹活动实践的产物。英国李约瑟博士在《中国科学技术史》中称：中国炼丹家乃世界“整个化学最重要的根源之一。”炼丹术成了欧洲近代化学产生和发展的基础，从而由alchemia和alchimia等代表炼丹术的名词演变为代表化学的Chemie（德文）、chimie（法文）和chemistry（英文）。
葛洪、陶弘景、孙思邈是三位道教史上的外丹大师。尤其以葛洪、陶弘景最为著名，他们二人皆懂金属铸造，曾亲自铸剑，制作道教法器。关于他们的故事，我们在其他章节都有介绍，这里就不多说了。