Οι θετικές επιστήμες σημείωσαν σημαντική ανάπτυξη κατά τους ελληνιστικούς χρόνους. Οι Έλληνες διανοούμενοι είχαν την ευχέρεια της προσβάσεως σε όλα τα ελληνιστικά βασίλεια της ΝΑ Μεσογείου και της Ανατολής, των οποίων οι βασιλείς πρόθυμα παραχωρούσαν τα οικονομικά μέσα για να ιδρυθούν επιστημονικά εργαστήρια και βιβλιοθήκες. Από τον Γ΄ π.Χ. αιώνα, ανεφάνησαν και μεγάλοι μαθηματικοί (Ευκλείδης, Απολλώνιος ο Περγαίος) μηχανικοί (Αρχιμήδης, Κτησίβιος, Ήρων ο Αλεξανδρεύς), αστρονόμοι (Αρίσταρχος ο Σάμιος, Ίππαρχος), αναπτύχθηκε η φυσιογνωστική επιστήμη (Θεόφραστος) και εμφανίστηκαν διάσημοι ιατροί (Ηρόφιλος, Ερασίστρατος).
Τις ορθολογικές θεωρίες κατείχαν και οι αλχημιστές. Στην βάση της Ερμητικής Φιλοσοφίας υφίσταται ένας σημαντικός Πρώτος Νόμος: η Ενότης της Ύλης. Η Ύλη δηλαδή είναι μία (Πρώτη Αρχή ή Αρχή Μία), αλλά μπορεί να πάρει διάφορες μορφές μέσω των οποίων έχει την δυνατότητα να συνδυαστεί με τον εαυτό της και να παραγάγει άπειρα νέα σώματα. Οι αλχημιστές εφάρμοζαν κάποιες τεχνικές μεθόδους, καθαρά φυσικές, διά των οποίων προσπαθούσαν να επιταχύνουν τις διαδικασίες της Φύσεως, για συγκεκριμένες περιπτώσεις μετουσιώσεως της ύλης.
Οι αλχημιστές εκτός από την συμπαντική Πρώτη Ύλη δέχονταν τρεις αρχές (θείον, υδράργυρος, άλας) και τέσσερα θεωρητικά στοιχεία (αήρ, γη, πυρ, ύδωρ), τα οποία δεν αντιπροσώπευαν μόνο φυσικές καταστάσεις της ύλης, αλλά και ιδιότητες αυτής.
Τα αρχαία δεδομένα για την ερμηνεία της τάξης πίσω από το χάος που απεικονίζονται στη μυθολογία δείχνουν να συμφωνούν με τις σύγχρονες αντιλήψεις περί ψυχολογίας, κυρίως με αυτές του Γιουνγκ.
Η φιλοσοφία του Αριστοτέλη προσέφερε το θεμέλιο για την αλχημιστική θεωρία και πρακτική και άλλες φιλοσοφίες συνέβαλαν στην τελική δομή. Η στωική ιδέα για το καθολικό κοσμικό πνεύμα και την «σπερματική αρχή» ενίσχυσε τις έμφυτες στην αλχημία βιταλιστικές αντιλήψεις, ενώ η πνευματική όψη της ευρωπαϊκής αλχημίας προέρχεται από την Γνωστική σκέψη.