随着医学的发展，人们对药物的需求和认识也在不断提高，人们也对于治疗疾病的药物不断地摸索和实践。到了东汉时期，一部我国最早的药学专著——《神农本草经》问世了。
“本草”是中药的代称，虽然在药物中，动物类和矿物类以及其他种类的药物也很多，但是占绝大多数的是草木之属。植物的种类繁多，采撷方便，所以常用“本草”来指代全部中药。这部书的作者已不可考了，名借“神农”，也是象《黄帝内经》一样，托古人之名的方法。《神农本草经》是最早的一部药物学专著，对于药物及药事（采摘、炮制及使用方法等）的论述，到了今天，仍是医药工作者的主要理论依据和操作规范。
《神农本草经》简称《本草经》或《本经》。该书在记载药物的时候，将药物按照效用分为下、中、下“三品”：上品120种，主要是一些无毒药，以滋补营养为主，既能祛病又可长服强身延年；中品120种，一般无毒或有小毒，多数具补养和祛疾的双重功效，但不须久服；下品125种，是以祛除病邪为主的药物，多数有毒或药性峻猛，容易克伐人体正气，使用时一般中病即止，不可过量使用。全书共记载了365种药物，而这种分类方法也是最原始的药物分类法，便于选择和使用可以轻身延年及养生保健的药品，同时提供了治疗疾病的安全有效的药物范围。但是，这种分类方法并不能明确分出药性和主治病证的特点，不太方便于从医者的学习和整理，现在已不常用了。
另外，《本经》依循《内经》提出的君臣佐使的组方原则，也将药物以朝中的君臣地位为例，来表明其主次关系和配伍的法则。《本经》对药物性味也有了详尽的描述，指出寒热温凉四气和酸、苦、甘、辛、咸五味是药物的基本性情，可针对疾病的寒、热、湿、燥性质的不同选择用药。寒病选热药；热病选寒药；湿病选温燥之品；燥病须凉润之流，相互配伍，并参考五行生克的关系，对药物的归经、走势、升降、浮沉都很了解，才能选药组方，配伍用药。
药物之间的相互关系也是药学一大关键，《本经》提出的“七情和合”原则在几千年的用药实践中发挥了巨大作用。药物之间，有的共同使用就能相互辅佐，发挥更大的功效，有的甚至比各自单独使用的效果强上数倍；有的两药相遇则一方会减小另一方的药性，便其难以发挥作用；有的药可以减去另一种药物的毒性，常在炮制毒性药时或者在方中制约一种药的毒性时使用；有的两种药品本身均无毒，但两药相遇则会产生很大的毒性，损害身体等等。这些都是业医者或从事药物学研究的人员必备的基本专业知识，十分重要，甚至操纵着生死之关隘，不可轻忽一分半毫。
很长一段历史时期内，《神农本草经》都是医生和药师学习中药学的教科书，或者是作为必读书，被放在了非常重要的位置上。书中对于药物性质的定位和对其功能主治的描述十分准确，其中规定的大部分药物学理论和配伍规则，到今天，也仍是中医药学的重要理论支柱。对于现代的中医临床，《神农本草经》的论述仍旧具有十分稳固的权威性，同时，它也成为了医学工作者案头必备的工具书之一。
