硝石和硫黃都是礦物質，成天然分布狀態。硝石多產於甘肅、青海、四川、山西、河北、內蒙等省區。硫黃多產於湖南、山西、河南等省。據《太平御覽》卷987記載，大約在公元前 6 世紀，就有人知道它們的部分產地。對它們特性和用途的探索，始於醫學和藥物學。古代的醫學家和藥物學家為了採集標本和給人治病，到處探尋各種藥物，並有人託名「神農」，在中國最早的藥物典籍《神農本草經》中，記載了硝石和硫黃的醫藥性味、功用和主治。唐代的名醫孫思邈被尊為藥王。《史記•扁鵲倉公列傳》更記載了秦漢時期臨淄醫生倉公，用硝石治好王美人婦科病的佳話。東漢的煉丹家魏伯陽在煉丹過程中，發現硫黃同水銀化合能生成紅色汞，又有人發現硝石著火後會產生焰火。南北朝的醫學家陶弘景創造了用焰色鑒別法區別鉀鹽和鈉鹽。對硝石和硫黃上述特性的探索，於火藥的發明都具有重要的意義。