我國古代發明的火藥，是用硝石、硫黃和木炭三種原料，經過均勻拌和而成的混合火藥，點火後能迅速起燃和爆炸，並有大量的黑煙濃霧隨之升騰，所以人們又稱它為黑色火藥或有煙火藥。它的發明經歷了一個漫長的歷史過程，並為火器的創制莫定了基礎。
火藥是怎樣發明的呢？歷史發展證明，它不是個別天才人物靈機一動的產物，而是經過多少代人上千年努力的結果。早在公元前6世紀的春秋時期，有一個名叫計然的人，提到了硝石和硫磺的產地。他說“消〔硝〕石出隴道”，“石流磺〔硫磺〕出漢中”。在他的啟示下，後來又有許多著述家，在藥物典籍中列舉了硝石和硫磺的更多產地。隨著硝石和硫磺產地的不斷發現，引起了藥物學家和醫家們的重視。他們幾經試驗，認為硝石和硫磺可作為醫藥使用。煉丹家得知硝石、硫磺的妙用後，便利用它們來煉製長生不老藥。說也湊巧，煉丹家們在長期煉製丹藥過程中，偶然發現了硝石和硫磺混合物的燃燒和爆炸現象。在這方面的最初試驗者是晉代的煉丹家葛洪。他曾經把硝石、硫磺、玄胴〔dong洞〕腸(即豬大腸)和炭(此處是指含碳的有機物)放在一起合煉，生成一種白如冰的混合物氧化砷(As2O3)。如果在試驗時所用硝石足夠多，那麼用火點燃這種生成物，就會發生爆炸。葛洪是否發現過這種現象呢？他在自己的著作中沒有說。不過他的煉丹活動，對火藥的發明產生了積極的作用。
唐代的煉丹家繼承並發展了前人的煉丹事業，採用一種伏火的方法，進行改變硝石和硫磺藥物特性的試驗，以避免發生火災，並能煉製所需要的丹藥。有一個名叫清虛子的煉丹家，他採用一種“伏火礬法”，對硝石和硫磺進行伏火試驗。他的方法是把二兩硝粉、二兩硫粉、三兩馬兜鈴(一種含碳物質)粉，放入罐中均勻拌和，將罐埋入坑中，使罐口與地面取平。爾後用一塊彈子大的火種(如燒紅的木炭)放入罐中，結果煙焰從中升起。為了防止火力上沖，所以用四五層濕紙封住罐口，上面再用磚土壓實。從伏火的全過程看，三種混合物是在缺氧的罐中燃燒的，而且煙焰上沖力很大。這說明，這種混合物在點火後是依靠自身釋放的氧氣進行燃燒的。後來人們就把這種能著火自燃的藥料稱作火藥。清虛子採用的“伏火礬法”，被記錄在《太上聖祖金丹秘訣》中。此書刊印於唐憲宗元和三年(公元808年)，後來被輯入《鉛汞甲庚至寶集成》卷二中。因此，可以說中國古代的煉丹家，至遲在公元808年已經配製成原始的火藥了。所以人們常說，火藥的發明當歸功於古代的煉丹家。
煉丹家為求長生不老而發明的火藥，經過100多年的改進，被北宋初的火器研製者和統兵將領馮繼升、唐福、石普等人，創製成火球、火藥箭等第一批初級火器，用於作戰之中。 《武經總要》記載了“火球火藥方”、“蒺藜火球火藥方”、“毒藥煙球火藥方”等世界上三個最早的火藥配方。
火球火藥方其用料有：晉州硫磺14兩、窩磺七兩、焰硝二斤半、麻茹一兩、乾漆一兩、砒磺一兩、定粉一兩、竹茹一兩、黃丹一兩、黃蠟半兩、清油一分、桐油半兩、松脂14兩、濃油一分。如果將這些物質按硝石、硫磺、含碳物進行分類歸併，則硝石重40兩，硫磺與窩磺共重21兩，含碳物質共重18.02兩，三者共重79.02兩。它們的組配比率(即組成火藥的原料硝石、硫磺、含碳物質，在火藥中所佔的百分比)分別是50. 6%、26.6%、22.8%。
蒺藜火球火藥方其用料有：硫磺一斤四兩、焰硝二斤半、粗炭末五兩、瀝青二兩半、乾漆二兩半，搗為粉末；竹茹一兩一分、麻茹一兩一分，剪碎；用桐油和小油各二兩半、蠟二兩半，熔汁和之。其中硝石40兩、硫磺20兩、含碳物質19.07兩，共重79.07兩。它們的組配比率分別是50%、25%、25%。
毒藥煙球火藥方球重五斤。用硫磺15兩、草烏頭五兩、焰硝一斤14兩、巴豆五兩、狼毒五兩、桐油二兩半、小油二兩半、木炭末五兩、瀝青二兩半、砒霜二兩、黃蠟一兩、竹茹一兩一分、麻茹一兩一分，搗合為球，貫之以麻繩一條，長一丈二尺，重半斤，為絃子。其中硝石30兩、硫磺15兩、含碳物質15.07兩，共重60.07兩。它們的組配比率分別是49.06%、24.8%、25.6%。草烏頭、巴豆、狼毒、砒霜等四種含毒物質共17兩。
上述三個火藥配方，是以硝、硫、炭為基礎，再摻雜一些其他物質組成的。按照這三種配方配製成的火藥，再經過加工製成火球，就成為具有燃燒、發煙和散毒等戰鬥作用的火器。它們是中國古代勞動人民、藥物學家、醫學家、煉丹家，經過幾百年甚至上千年的努力探索所取得的豐碩成果。它們的創製成功，標誌我國火藥發明階段的結束，進入了由軍事家製成火器用於作戰的階段，在兵器發展史上具有劃時代的意義。但是，由於這三種火藥中還含有較多的其他物料，所以還只能用作燃燒、發煙或散毒的初級火藥，有待於在作戰中不斷改進和提高。
自北宋初至明代後期的500多年中，初級火藥所用原料的提煉和配製技術已有較大的改進和提高，所製火藥不但品種多、質量高，而且作戰用途也大有擴展。在明代後期的《紀效新書》、《神器譜》、《兵錄》、《武備志》、《西法神機》、《火攻挈要》等兵書與火器專著中，就記載了火繩槍砲發射彈丸用的火藥配方六個，浸泡火繩用的火藥配方一個，具有中醫藥配方特色的傳統火藥配方五六十個，可以說是應有盡有了。
火繩槍砲發射彈丸用的火藥配方，具有三個共同特點：其一是所用的原料只有硝、硫、炭三種，其餘雜用物料都已剔除，硝的含量都已提高到77%以上，所以它們的燃速快，威力大。其二是它們隨著火銃區分為槍砲而分作槍用和炮用火藥兩大類。其三是這些火藥配方中硝、硫、炭的組配比率，與歐洲同期所用發射火藥的組配比率相似相近，是當時東西方火藥配製技術交流情況的一種反映。
具有中醫藥配方特色的傳統火藥配方很多，它們大多是按照《武經總要》所載三個火藥配方派生出來的。它們的組配方式大致有兩大類：第一類是用硝、硫、炭的同種異性原料組配而成；第二類是以硝、硫、炭為主，加上其他原料組配而成。
在第一類火藥中，有用硝石、木炭同硫磺，組配成燃燒效率較高的強燃燒火藥；用硝石、木炭同迸發力強的石磺，組配成爆炸力強的烈性火藥；用硝石、木炭同有毒的砒磺，組配成毒性火藥；用硝石、硫磺同容易著火的柳枝、茄稭、蜂窩、瓢殼燒成的炭粉，組配成引火藥；用硝石、硫磺同燃燒力強的葫蘆炭粉，組配成強燃燒火藥；用硝石、硫磺同有進發力的箬〔ruo若〕(箬竹)葉炭粉，組配成爆裂火藥。
第二類是在常用火藥中，加入其他原料後組配成具有特殊戰鬥作用的派生火藥。其中有：加入金針、硵沙(有毒)、製鐵子、磁鋒等原料，組配成能使人肌膚腐爛的“爛火藥”；加入毒性原料草烏頭、巴豆、雷藤、水馬等原料，組配成使人說不出話來的“見血封喉藥”；加入江子、常山、半夏、川磺等原料，組配成能噴射毒焰的“噴火藥”；加入易燃物桐油、松香、豆粉等原料，組配成能燒夷敵軍糧草和營寨的“飛火藥”；加入猛火油(今稱石油)等原料，組配成能燃燒濕物用於水戰的火藥；加入燃燒後能產生濃烈煙霧的狼糞等原料，組配成能晝生煙、夜發光的報警焰火；加入燃燒力強的江豚油、江豚骨、狼糞、艾肭〔na 納〕等原料，組配成能在逆風中燃燒的“逆風火藥”。如此等等，不一而足。還有人用歌賦的形式，把一些火藥的製法、性能、用法和威力等內容，編成可歌可唱的詩句，既易懂易記，又便於使用。
上述各種火藥配方，是我國明代火藥研製者，利用硝、硫、炭和一些動物、植物、礦物、油料的特性，經過反复研究試驗後得出的，是對古代火藥發展所作出的獨創性貢獻。
明代後期的火藥研製者，不但在實踐上製造了各種精良的火藥，而且對實踐經驗進行了認真的總結，使之上升為理性的論識，形成了我國古代火藥獨特的理論體系。他們用當時人們容易接受和理解的君臣佐使的倫理和中醫配製藥丸的作法，把硝、硫、炭分別稱作君、臣、佐使，比喻硝在火藥中的主導地位和硫、炭的輔佐作用。如果三者的提煉都很精純，組配又很得當，那麼在點火燃燒後就能得火攻之妙。反之，就會出現君昏臣弱，主導不明，輔佐不力，或臣下勢大欺君，那麼所配製的火藥就不能發揮其戰鬥作用，甚至全然失效。與此同時，軍事技術家趙士楨在其所著《神器譜》中，通過對日本和嚕密國兩種火藥中所含硝的比例的測定，說明空氣濕度的大小對所製火藥乾燥程度的影響：空氣濕度大，火藥容易吸濕轉潮；含硝量過少，火藥發射力不足。因此，他要求各地在配製火藥時，要根據北方沿邊和沿海的天氣陰晴、雨量多少、乾燥涼爽和炎熱鬱蒸程度的不同，備料製藥。晴爽乾燥之地，硝的含量可以提高；陰悶潮濕之處，硝的含量不可過多。這就好像秦國之民要遵守秦國之法一樣，不可違背。只有這樣，統兵者才可稱得上用兵用器籌劃周密、計算準確的將帥。明代後期火藥研製者在火藥理論上所取得的成果，當時在世界上也是獨一無二的。
我國古代發明的火藥製成火器後，在蒙古軍(元王朝建立後為元軍)對外作戰中，東傳到朝鮮和日本，西傳到阿拉伯和歐洲。其中西傳的影響尤為巨大。
為什麼說阿拉伯和歐洲的火藥是從中國傳去的呢？這是有事實根據的。原來阿拉伯人在公元1225年之前，曾經寫過一些兵書，其中雖然也提到一些冷兵器和用硫磺、油脂製造的火攻器具，但是還沒有把硝用到火攻器具中。有一個名叫伊本·阿爾拜他的阿拉伯醫生，曾經在公元1225—1250年之間，編寫一本醫學辭典《單約大全》。辭典中提到了一種名叫“中國雪”的藥物。 “中國雪”在埃及是對從中國傳來的一種藥物品名的稱呼，現代阿拉伯文稱“巴魯得”(Baroud)，其意為火藥。公元1280年，敘利亞人哈桑在《馬術和軍事策略大全》中，提到了一種名為“飛火”的火藥配方，配方中硝、硫、炭的比例是10：1：3。書中還提到了“中國火輪”、“契丹花”等煙火名，明顯地說明它們是受中國影響或是從中國直接流傳過去的火藥配方。
俄羅斯聖彼得堡博物館存有一本13世紀末至14世紀初的阿拉伯文抄本，其中記有1300年字樣，書中畫有一幅阿拉伯人手持“馬達法”(madfa)的圖畫。 “馬達法”是阿拉伯人使用的一種早期木製管形射擊火器。日本的火器史研究者有馬成甫在《火砲的起源及其流傳》中說：“馬達法”是沿襲中國金軍使用的飛火槍、南宋軍隊使用的突火槍製成的，它們同屬早期火槍系列。阿拉伯人在公元1325年使用“馬達法”同西班牙人作戰，14世紀中葉，西班牙人把從阿拉伯人手中得到的“馬達法”帶到西歐，歐洲人即以其為樣品，製成歐洲最早的管形射擊火器手持槍(handgun)。
中國發明的火藥與火器西傳的歷史事實，早已被世人所公認。但是西方還有人提出了一些關於火藥發明的不同說法，然而由於它們不符合歷史事實，已經被許多火器史學家的研究成果推翻。
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