原始社会初期，人类使用的劳动工具主要是石器，是简单而粗糙的石块。当时人们就借助这样的工具猎取野兽，挖掘可食植物的根茎。历史上把这个时期称为旧石器时代。
在二三百万年漫长的旧石器时代里，人们慢慢学会制造磨光的、比较精致的石头工具，于是人类社会逐渐进入新石器时代。
根据历史学家和考古学家的研究和考证，在新石器时代里人类已经使用火了。
迄今为止，人类很早就会用火的有力证据之一是在北京市房山县周口店距今约50万年前北京猿人生活的地方，发现有很厚的灰烬和一些经火燃烧过的动物骨骼化石和灰土。灰烬不是散漫地存在于整个地层，而是在一定部位一堆堆地分布着。这说明它不是野火的迹象，而是有意识用火的结果。
1981年12月29日《光明日报》报道：“据《华盛顿邮报》11月26日报道，由美国、加拿大和英国的4位人类学家组成的一个小组在非洲肯尼亚的切苏瓦尼亚地区发现了142万年前的石器和40块烧过的泥土碎块，经化验发现，这些泥块在通常的篝火温度（400°C）下烧烤过。”这样，人类开始用火的时间就可能被再推早100万年。一般认为，大约160万年前，非洲直立猿人就开始用火了。
自然界发生火的原因很多。例如：长期干旱和雷电都可能使森林、草原起火；火山爆发喷放的熔融岩浆会烧着周围的草木；森林中堆积的朽草、枯叶在一定条件下会发生自燃；石油和天然气等外露的矿苗经干旱和温度升高也会起火。但是只有人类社会发展到一定阶段，火才能被人们利用和控制。
火是物质在空气中氧气的作用下进行剧烈化学反应发出光和热的现象。火的利用是人类在化学中第一个重大的发现。人类由于利用了火，因此不仅有了防御野兽侵害的武器，而且使人类的饮食从生食改变为熟食，缩短了消化过程，从而促进了人类机体的生理变化和发展。人类还利用黏土烧制陶器，这是最早创造出来的化学制品。
在烧制陶器的过程中，选料不断精细，从在地面上堆放干柴草烧土坯到建窑，焙烧温度逐渐提高，并且人们发明了釉料，使陶器的制造过渡到瓷器的制造。瓷器的发明大约比陶器晚几千年。
我国是世界上最早制成瓷器的国家。在河南、江西、江苏、安徽、甘肃等地距今三千多年前的我国商代遗址中，都发现了完整的原始青瓷器。距今约二千多年前的我国汉朝，由于原料配方、生产工艺和高温技术的不断改进，制品达到了瓷器的基本要求，出现了真正的瓷器。这种瓷器已很精细而美观。可以说，我国从商代出现原始瓷器开始，到汉代已完成了由陶向瓷的过渡。在后来的年代里，我国的瓷器制造不断发展。到公元618年～907年我国唐代出现了绚丽多彩的“唐三彩”瓷件。稍后五代时的青瓷称盛一时，被称赞为“青如天，明如镜，薄如纸，声如磬”。
我国的瓷器早在8世纪左右的唐代经“丝绸之路”西传，由阿拉伯、小亚细亚地区和埃及传到欧洲。这可能正是英文中“中国”和“瓷器”都用同一个词“china”的原因。
随着制陶技术逐渐成熟，为金属冶炼、铸造提供了必要的条件。这包括冶炼和铸造所需要的高温技术、耐火材料和造型材料，等等。
随着火的发现和利用，人们获得了木炭。木炭在古老的金属冶炼中被用作燃料，而且是还原剂。
金、银等金属在自然界中以单质状态存在，它们发出耀眼的金属光辉，长时间不锈蚀，吸引着人们的注意，它们是人类最早发现的金属。
铜、铁、汞、锡、铅等金属的矿物在自然界中分布广泛，并且多以氧化物、硫化物或碳酸盐的形式成矿。它们是人们最早经过冶炼而获得的一些金属。当含有这些金属的矿石偶然落进古人的篝火中时，它们经过分解、氧化、还原等化学过程，便生成有闪烁光泽的金属，引起人们的注意，这可能就是金属冶炼的开端。
金属冶炼和铸造带给人们金属的劳动工具，使人们从石器时代步入了金属时代。
在金属冶炼的同时，古代劳动人民还创造了玻璃，这是一种硅酸盐化学物质。传说居住在地中海沿岸现今的约旦等地的古腓尼基人，一次在航海中把船停靠岸边，在海滩上用船上运送的天然碱块和海滩边的石块支起锅，烧火做饭，饭后他们在灰烬中发现了透明晶亮的玻璃，这样就发明了玻璃的制造。这只可能是按照制造玻璃的原料——砂子（SiO2）、石灰石（CaCO3）、纯碱（Na2CO3）编造出来的传说。在海滩上烧火是达不到这些原料的熔融温度而进行化学反应的。实际上玻璃的制造是在烧制釉陶窑中达到一定温度后偶然出现的。埃及人大约在公元前3400年间制成玻璃珠，公元前1550年埃及人制造的一个蓝色玻璃瓶现仍保存在英国的大英博物馆中。
我国玻璃制造从西周开始。在陕西宝鸡市茹家庄一古墓中挖掘到玻璃珠、玻璃管、玻璃片等约千件，据考证是公元前10世纪的实物，此时，正好是我国西周朝代。1978年夏，在湖北随县（现为随州市）擂鼓墩战国墓中出土的玻璃珠是公元前约433年的实物，珠形均匀，雕工精细并穿孔，穿成一串。
古代人们步入金属时代后，原始的狩猎经济开始让位给农业和畜牧业。
农业和畜牧业的兴起带来的是酿造、鞣革和漂染业。
鞣革是利用化学物质把动物皮转变成革。动物皮干时坚硬，遇水容易腐烂，一些化学物质能与动物皮中的蛋白质结合而成为柔韧、经久耐用的革。五倍子（或称子）是我国很早用来鞣革的化学物质。它是盐肤木叶上五倍子蚜虫所形成的干燥虫瘿，其中主要的化学成分是单宁酸，是鞣革的主要成分。此外，还含有树脂、脂肪、糖类等。
人们利用天然有色物质染丝、棉、毛织品等很早就开始了。古书的记载和出土的文物，都说明了我国早在西周时代已经明确分煮、渍、暴、染4个步骤染色，并设“染人”这一官职。
我国古代染色是采用天然植物中所含的色素，如染青蓝色的靛蓝。这是一种存在于靛蓝草枝叶中的物质，经发酵后产生可溶性的白色溶液，将织物浸泡在这种溶液中后取出，在空气中氧气的氧化作用下生成不溶于水的青蓝色，它耐日晒、水洗和加热。至今我国苗、瑶等少数民族的蜡染工艺，就是先用加热熔化的蜡液在白布上描绘图案，然后放进靛蓝草发酵后的白色溶液中，经空气氧化后用水煮，把蜡脱去而成。这种技艺从汉代已开始，唐代已盛行。现今的靛蓝已用化学方法制成。
还有染红色的茜草，在它的根茎中含有红色素，也是经发酵后生成的，用明矾等作媒染剂将织物染成红色。还有染黄色的栀子，又称黄栀子，是一种小灌木，开白色的花，很香，花后结果，果供染色。
古埃及人、古印度人也用靛蓝、茜草等作染料。据说埃及几千年前包裹木乃伊的青色麻布是用靛蓝染成的。印度人还用一种寄生在不同植物上的胭脂虫体中所含的红色素染色。古希腊罗马人也用另一种动物染料，是一种贝壳类动物，分泌一种液体，暴露在空气中后由黄色经绿色和蓝色，最后变成紫色，是一种名贵的紫色染料。
正是古代人们在社会生活和生产实践中观察到：木材在空气不足下燃烧成为炭；黏土制成不漏水的陶器；砂子和石块可烧成透明的玻璃；绿色含铜的孔雀石变成黄色的铜；谷物变成醇香的酒；白色的布匹可染成鲜艳的各种颜色……从而使人们认识到物质在变化，物质能变化。