Учения древнегреческих философов послужили теоретической основой для алхимиков Александрии, но в их текстах мы не находим никаких свидетельств о существовании алхимии в самой древней Греции. Тем не менее, в некоторых трудах все же можно обнаружить некоторые протоалхимические идеи. К примеру, Аристотель впервые сравнивает происходящее в человеческом организме с химической операцией: «Переваривание пищи в теле подобно кипячению, ибо и оно происходит во влажном и теплом благодаря теплоте самого тела, в то время как некоторые виды несварения подобны недовариванию». Он же впервые среди греков упоминает ртуть и сравнивает ее с душой: «Некоторые утверждают, что душа движет тело, в котором она находится, потому что она сама движется. Таково мнение Демокрита, сходное с высказыванием постановщика комедий Филиппа о том, что Дедал сообщил движение деревянному изваянию Афродиты, влив в него ртуть». Кратин, основатель древней аттической комедии и предшественник Аристофана, живший в V в. до н. э., упоминает в одной из своих комедий следующее: «Что в городе кажется золотом, снова станет свинцом за его пределами». Но намек ли это на то, что греки слышали о превращении свинца в золото?
Несмотря на нехватку источников, мы знаем о некоторых химических практиках в древней Греции. Как и в Египте, они были связаны с религией. Например, получение спирта при помощи дистилляции вина (таким образом сегодня производят бренди) не упоминается вплоть до Средневековья. Однако ряд исследователей полагает, что этот процесс был хорошо знаком древним грекам, а именно — последователям тайного мистериального культа Диониса. Получаемый дистиллят не употреблялся внутрь, а служил источником ритуального огня. В отличие от более известного «греческого огня» он не поджигал предметы вокруг, а потому горел даже на одежде и волосах, безболезненно для человека. Возможно, что этот «магический огонь» рассматривался участниками мистерий как нисхождение на землю самого бога Диониса.
В древнегреческих источниках не осталось никаких прямых указаний на дистилляцию вина: не в последнюю очередь это объясняется тем, что разглашать происходившее на мистериях запрещалось под страхом смерти. Но мы находим крупицы сведений в пересказах более поздних писателей. Будучи язычником, Нонн Панополитанский в V в. написал поэму «Дионисиака», которую часто называют последним эпосом античности. Позднее, уже став христианином, он пересказал Евангелие от Иоанна языком Гомера. Нонн собрал в своем дионисийском эпосе огромное количество мифов об этом боге, позаимствовав их из античных произведений, в т. ч. сегодня утраченных. Один из них повествует о том, откуда произошло само слово «мистерия»: все дело в имени Мистиды — няни маленького Диониса. Она ухаживала за ним ночами напролет, не смыкая глаз (отсылка к тому, что мистерии проводились ночью), играла с ним погремушкой (в ритуалах применялись похожие инструменты — кимвалы), развлекала танцами при свете огней, плела венки из винограда, в общем — была прототипом вакханки (девушки, практикующей культ Диониса). Среди занятий первой вакханки встречается что-то не совсем ясное: «Мистида подвязала к груди обнаженной фиалы медные».
Скорее всего эти туманные строки являются результатом неправильного понимания исходного текста. Видимо, в оригинале имелось в виду, что вакханка носила фиалы (в руках, а не на себе — в греческом глагол «носить», как и в русском, имеет два значения), а именно — мастарионы. Греки называли колпаки для перегонного куба мастарионами (от др. — греч. «мастос» — «женская грудь») из-за их формы. Несведущий в химии и форме сосудов Нонн мог понять фразу «Мистида несла в руке медные, похожие на груди, фиалы» как «Мистида надела себе на грудь медные фиалы». Это одно из многочисленных косвенных свидетельств того, что последователи культа Диониса практиковали лабораторные эксперименты по дистилляции.
В другом случае мы встречаем прямое упоминание «магического огня». В пьесе Еврипида «Вакханки» (V в. до н. э.) он описывает девушек, творящих злодеяния, в то время как огонь полыхает на их волосах, не причиняя им вреда: