Newton aloitti alkemian tutkimuksen jo nuorena ja harrasti sitä noin 30 vuotta. Hän laati useita käsikirjoituksia, mutta julkaisi vain yhden pienen tutkielman, De natura acidorum (1704). Siinä hän selostaa, kuinka happohiukkaset ja rautahiukkaset vetävät puoleensa toisiaan ja aiheuttavat näin raudan liukenemisen happoon. Newton oli vankkumaton Robert Boylen kehittämän atomiopin kannattaja ja tulkitsi kemian sen mukaisesti. Alkemian harjoittaminen oli Newtonin elinaikana laitonta, ja Newtonin kuoltua hänen alkemiaa käsittelevät tutkimuksensa leimattiin tekstillä: ”Ei kelvollisia julkaistavaksi.” Osin tästä syystä Newtonin alkemian töistä vaiettiin hyvin pitkään ja ne haluttiin pitää salassa.[28] Lisäksi ajateltiin, että Newtonin akateeminen maine olisi turmeltunut, jos moinen puuhailu olisi paljastunut.[29] Newtonin okkultistiset puuhastelut tosin ovat voineet olla olennaisia painovoimalain ja muiden Newtonin oivallusten kannalta. Newtonin ajan fysiikka nojasi ajatukseen maailmasta törmäilevien hiukkasten valtakuntana, kun taas kaukovaikutus oli tuntematon käsite. Okkultistisissa teoksissa oli mainintoja mystisistä vetovoimista kappaleiden välillä, pohdintoja äärimmäisen pienestä ja suuresta ja muutakin, mikä ehkä antoi aihetta pohdiskeluihin kirkon ja aristotelisen järjestelmän ulkopuolisista käsitteistä.