在炼丹中加以防止。人们有意识地利用这类混合物的这一性能，火药就被掌握了。
经过炼丹家们不断的改进，大约到晚唐时期(九世纪末叶)，中国发明的黑色火药便正式出现了。当时发明的火药，现在叫黑火药；因为它呈褐色，又有人叫它褐色火药。它是硝酸钾、硫磺、木炭三种粉末的混合物。这种混合物极容易燃烧，而且燃烧起来相当激烈。这是因为硝酸钾是氧化剂，加热的时候释放出氧气。硫和炭容易被氧化，是常见的还原剂。把它们混合燃烧，氧化还原反应迅猛进行，反应中放出高热和产生大量气体。假若混合物是包裹在纸、布、皮中或充塞在陶罐、石孔里的，燃烧的时候由于体积突然膨胀，增加到几千倍，就会发生爆炸。这就是黑火药燃烧爆炸的原理。
和其他发明创造一样，火药的发明也经历了一个长时间的实践和认识过程，随着生产的发展、社会的进步而逐步完善。
火药应用于军事以后，在制造技术上和性能上逐渐有所发展和提高。北宋仁宗时(公元1040年左右)，以熟悉法令典故而著称的宰相曾公亮等编写的军事著作武经总要前集卷12里，已经详细记载炮火药、蒺藜火药、毒烟火药的配制方法。
火炮药用焰硝四十两，硫磺十四两，木炭十四两，外加竹茹、麻茹、清油、桐油、磺蜡、干漆、砒磺、磺丹、定粉、浓油等。其组配比例为硝50.6%、硫磺26.6%、木炭22.8%。
蒺藜火药用焰硝四十两，硫磺二十两，木炭五两，外加竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青、磺蜡、干漆等。其组配比例为硝50%、硫磺25%、木炭25%
制毒药烟球用焰硝三十两，硫磺十五两，木炭五两，外加巴豆、砒霜、狼毒、草乌头、磺蜡、竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青等，其组配比例为硝49.06%、硫磺24.8%、木炭25.6%；
上述三个火药配方说明，用硝石、硫磺、木炭为基本原料，再掺杂一些其他物质，就可以配制成不同性能和用途的火药。这三个配方，既是经过宋军试用改造后优良的定型制品，又是各地配制火药的样本。其硝、硫、炭之间的组配比率，渐趋合理。
但是，和现代黑色火药比较，这三种火药的组配率还有一定的差距(现代黑色火药的标准配方：硝75%、硫磺10%、木炭15%)，由于氧化剂硝石的含量太低，供氧不足，低熔点可燃物硫磺的含量太多，又掺有很多其他成份，其性能只具有纵火、散毒、放烟的作用。武经总要前