La chimica come disciplina autonoma è venuta proporzionalmente definendosi nella seconda metà del secolo XVIII grazie alle ricerche di Antoine-Laurent Lavoisier, che la fondò su nuovi metodi e principi. Lavoisier realizzò una vera e propria rivoluzione che fu percepita come un momento di forte discontinuità dai contemporanei. Ispirandosi ai principi filosofici dell'Illuminismo, Lavoisier trasformò radicalmente la tradizionale concezione della materia come costituita da pochi elementi: i quattro elementi di Aristotele, o, successivamente, i tre principi di Paracelso. Secondo Lavoisier, il numero degli elementi doveva essere stabilito sulla base delle indagini sperimentali e dei risultati dell'analisi chimica. Egli concluse che esistevano in natura almeno trentatré elementi o sostanze semplici.

La chimica moderna non deriva da una trasformazione dell'alchimia, anche se la simbologia e gli strumenti tipici dell'alchimia furono utilizzati dall'emergente chimica. L'alchimia continuò infatti a sussistere accanto alla nuova scienza chimica. Le radici della chimica moderna vanno ricercate nella medicina, nella farmacia, nella filosofia naturale, nella mineralogia e nelle pratiche artigianali. La chimica moderna nacque infatti dalla fusione tra saperi teorici interamente nuovi e le conoscenze empiriche degli operatori e degli artigiani sulle caratteristiche e sulle reazioni delle sostanze.