明代的医药学家在继承唐、宋、金、元时期药学成就的基础上，投入了更多的人力和时间从事药学研究。他们编写了各种不同类型的本草著作，无论从深度或广度上都有了很大提高，因而在本草学的发展上是个重要的时期。据不完全统计，明清时期的本草著作几乎在百种以上。其中最重要的是刘文泰的《本草品汇精要》（1505）和李时珍的《本草纲目》（1596）。
刘文泰的《本草品汇精要》
宋代的《证类本草》由于其收载药物众多，内容详博，所以通行了几百年。明孝宗弘治十八年（1505年）敕令太医院的刘文泰在《证类本草》的基础上编了一部药典，这就是《本草品汇精要》。它较之《证类本草》文字简洁，内容精要，尤以五彩的实物绘图闻名于世。它在正集里收载药物1815种，在续集中增加药物480种。就全部材料来说，较《政和本草》的1746种增加并不多，但在无机药物方面却增加了以下一些品种和新知识。”
炉甘石：“今以点炼蟹壳铜而成黄铜者，即此也。”炉甘石是不纯的碳酸锌矿石，金丹术家早已使用它，当时冶金中也知道它可用来炼制黄铜。但作为药物而加以记载，此书是首次。
鹅管石：“类石钟乳而极短小。”“鹅管石”是钟乳石的一种，是不纯的碳酸钙。
水银粉：“凡作粉，先要作曲。其作曲之法，以皂矾一斤，盐减半，二味入铁锅内，以慢火炒之。仍以铁方铲搅不住手。炒干成曲，如柳青色。其升粉法：先置一平台，高三尺余，径一尺，不拘砖均。以荆柴炭一斤，碎之如核桃大，炖于台上，扇炽。每升粉一次，用水银一两二钱，曲二两二钱，内石臼内，石杵研不见水银星为度。却入白矾粗末二钱。三味搅匀，平摊铁鏊中心，厚约三分许，鹅翎遍插小孔。将澄浆瓦盆覆之，缝以盐泥固济。勿令太实，实则难起。置鏊于炽火上。候微热，以手蘸水轻抹其缝及盆。复用立下，周护火气。待火尽盆温，揭之勿令手重，重则振落。其粉凝于盆底，状若雪花而莹洁。以翎扫之，瓷器收贮。”这段文字，用现代的化学知识来解释可以下列化学反应式表示：
2Hg+2FeSO4（皂矾）Hg2SO4+2FeO+SO2
Hg2SO4+2NaCLNa2SO4+Hg2CL2（升华）（水银粉）
这里详细地讲了水银粉的制作过程，包括药制用量、加热温度、反应时间都十分清楚，较《证类本草》前进了一大步。
灵砂：“水银四两入铁锅内，以硫磺末一两，徐徐投入。慢火炒作青砂头。候冷研细，内阳城罐中，上坐铁盏。将铁线缠束数匝，钉钮之，弹线声清亮为紧。以赤石脂入盐，密封其缝。仍用盐泥和豚毛，通令固济，厚一大指许，日干之。借以铁架为砖作炉，外以文火自下煅，至罐底约红寸余。以香烬一炷，复用武火渐加至罐口，候香烬二炷为度。铁盖贮水，浅则益之。乃既济之叉也。候冷取出。其砂升凝盏底，如束针纹者，则成就矣。”
这段文字，可用下列化学反应式来解释：
Hg+S加热HgS（黑色）（青砂头）
HgS升华HgS（红色结晶）
红色硫化汞的人工合成，对于金丹家早在隋唐时代已很熟悉。这里介绍的合成法较前清楚简便。
李时珍的《本草纲目》
1596年刊行的《本草纲目》，可以说是中国古代最重要的药学著作。《本草品汇精要》较《本草纲目》早90年编成，但是由于前者当时没有刊印，李时珍没有谈到。李时珍编写《本草纲目》至少花费了27年，参考了与本草学有关著作800多部，继承了1000多年本草学的传统。为了验证已收集到的资料，李时珍花费了4年多的时间，带着徒弟和儿子，跋山涉水，风餐露宿，到过湖北、湖南、江西、安徽、江苏等地，攀登过太和山（今武当山）、大别山、茅山、伏牛山等名山。所到之处，虚心向农夫、猎户、渔夫、药师等广泛请教，采集各种药物标本，写下数百万字的调查访问记，从而积累了丰富的实践经验。他认真地研读、参考了41种本草专著，吸取了诸家本草的精华。直到1578年才完成浩浩52卷、190多万字的科学巨著——《本草纲目》。这本巨著是在丰富的感性知识基础上，经过去伪存真，纠错匡正的深思熟虑，对本草学的研究作了创造性的发展，建立了本草学的新体系。先前的本草著作中，大多继承《神农本草经》的体系，采取三品（上品、中品、下品）的分类法。这种分类法的科学依据是很不充分的。李时珍则采取振纲分目的方法，按十六部六十类进行分类。从无机物到有机物，从低级生物到各种植物、高级动物。分类的方法比较符合自然进化规律，向近代科学前进了一步。在书中，1892种药物被分成十六部，其中与无机化学关系较密切的无机物分在水部、火部、土部、金石部等四部。水部又分为天水、地水两类，各有13种和30种物质。火部只有一类，共包括11种物质。土部也只有一类，包括61种物质。金石部有金、玉、石、卤石4类，分另包含28种、14种、72种及47种物质。水部里面显然有多种水溶液。土部则包括各种土壤及烧过的泥土。金部包括有多种金属、合金及一些金属化合物。玉类主要是一些较纯的硅酸盐化合物。石类大多是硅酸盐类的岩石和不溶于水的天然盐类。在书中对每一种物质都以药名为纲，以八项分析为目，即先述释名、修治，突出气味和主治，次以集解和发明及正误，末段加附方。释名讲述药名的由来和考证。修治记述药物采集的季节和炮制的方法。气味论及药物的四气（寒、热、温、凉）、五味（辛、酸；甘、苦、咸），有毒与否以及炮制后的气味变化。主治讲药物的功效。集解列举诸家本草关于药物的详细说明，说明出产的地域，药物生长的形状，同类似药物在形态上的区别，采收的方法。在这部分李时珍常有自己的独到见解。发明是对药物主治功效的具体说明，这里李时珍常说自己的切身体会和实践经验。正误即是纠正前人的错误，全书虽然只有70多条，但都是经过李时珍反复验证提出来的新见解。附方是根据药物主治范围，列举一些经方、时方、验方。显然增强了该书的实用性。书中还附有1100多幅精工绘制的药图。由上述李时珍建立的本草学新体系和对药物全面系统的论述，可以看到李时珍对本草学不仅作了总结，还有不少创造性的发展。
《本草纲目》确是一部流芳千古、誉满寰球的科学巨著，英国生物学家、生物进化论的创始人达尔文（1809～1882）曾在他的著作《动物和植物在家养下的变异》中，有关鸡的七个品种和金鱼的家化问题都是引用《本草纲目》中的资料。在该书中，他赞誉《本草纲目》为“1596年出版的中国百科全书”。英国科学史家李约瑟（1900～1995）在他的巨著《中国科学技术史》中评价说：“毫无疑问，明代的伟大的科学成就就是李时珍那部攀登到本草著作之顶峰的《本草纲目》……李时珍达到了与伽利略、维萨里的科学活动所隔绝的任何科学家所不能达到的最高水平。”
李时珍作为一名严肃的医药学家，他通过自己的医疗实践，明确地反对服食金丹，他曾厉声抨击过红铅、灵铅之说。但是李时珍也像其他的正直的医药家一样，对于经过长期广泛临床应用证明是很有价值的一些来自金丹术的汞、砷、铅类制剂，还是将其收入《本草纲目》之中，故此在《本草纲目》中，人们可以看到许多人工合成的药剂。下面从无机化学的角度举几个例子。
金“金有山金、沙金二种，其色七青、八黄、九紫、十赤。以赤为足色。和银者性柔，试石则色青。如铜者性硬，试石则有声。”这里记载了鉴别纯金和金银合金、金铜合金的方法。所谓七、八、九等数字是指金含量在70%、80%、90%而言。他还指出，黄铜的“俞金”即假金。
银“丹阳银、铜银、铁银、白锡银，皆以药点化者……假银也。”
赤铜“铜有赤铜、白铜、青铜。赤铜出于川、广、云、贵诸处山中，土人穴山采矿炼取之……人以炉甘石炼为黄铜，其色如金。砒石炼为白铜。杂锡炼为响铜。”炉甘石是不纯的碳酸锌，合铜炼为铜锌合金——黄铜。砒石为砷镍矿，合铜炼出白铜。锡铜合炼得青铜。洋人造强水之法，药止七味。入罐中熬炼，如今之取露法（即蒸馏法），旁合以玻璃瓶而封其隙。下以文、武火叠次交炼，见有黑气入玻璃瓶中，水亦随气滴入。黑气尽，药乃成矣”。“此水性最猛烈，不可服食。西洋凡画洋画，必须镂版于铜上者，先以笔画铜，或山水人物，以此水渍其间一昼夜，其渍处铜自烂，胜于雕刻”。这里讲的“强水”应是硝酸，黑气大概指深褐色的四氧化二氮（N2O4）。关于“强水”的最早记载是明末徐光启为编《农政全书》而写的手札，它可能是徐光启在参加传教土汤若望、邓玉函等人讨论化学问题时的笔记。第二个谈到无机酸的是方以智。他在《物理小识》中说：“有石农水者，剪银块投之，则旋而为水，倾之盂中，随形而定。复取石农水归瓶。其取石农水法：以琉璃窑烧一长管，以炼[硇]砂取其气。”方以智笔下的“石农水”可能是盐酸。赵学敏是看过方以智著作的，他谈到方以智的“石农水”时说：“此石农水即强水也。”赵学敏对无机酸的清楚介绍在当时算是早的，也是很重要的，说明他已接受了中西药学交流的成果。