腎氣丸方出自《金匱要略》，原方由乾地黃8兩、山萸、山藥各4兩，茯苓、澤瀉、丹皮各3兩，炮附子、桂枝各1兩組成。本方在《金匱要略》中共5條：
一“中風歷節病篇”治“腳氣上入，少腹不仁”;
二“血痺虛勞病篇”治“虛勞腰痛，少腹拘急，小便不利”;
三“痰飲咳嗽病篇”治“短氣有微飲，當從小便去”;
四“消渴小便淋漓病篇”治“男子失精，小便反多”;
五“婦人雜病篇”治“婦人轉胞不得溺”。
綜觀上述腎氣丸所治之證，並無明顯的肢冷、畏寒等明顯腎陽虛症狀，卻多為腎氣不足，氣化不及，小便不利的症狀。腎陽虛與腎氣虛最重要的區別就在於畏寒肢冷等寒自內生等症狀的有無。腎氣虛弱，氣化不及州都，則“小便不利”、“轉胞不得溺”;小便不利，水飲內停，上凌於肺，則“短氣有微飲”;水溼下積，溼阻氣滯，則“腳氣上入，少腹不仁”;腎氣失於蒸騰、攝納，則“小便反多”;腎氣不足，固攝無權，精微隨尿外洩，則易發為“消渴”。“虛勞腰痛、少腹不仁”，也不屬單純的腎陽虛，而是陰陽兩虛腎氣失於溫煦所致。可見腎氣丸的功用應是補腎氣，利小便。正如張山雷所說：“仲師八味，全為腎氣不足，小便不利設法。”(《小兒藥證直訣箋正》)
腎氣為腎精所化，又離不開腎陽的蒸化，腎精屬於腎陰，因此說腎氣是腎陽蒸化腎陰所化生的。欲補腎氣之虛，必須陰陽並補，二者缺一不可。
故方中用熟地補腎陰，用附子補腎陽，二者共為君藥。陰陽雙補而以補腎陰為主;肝腎乙癸同源，補肝又能益腎，故用山萸補肝腎之陰，兼取其酸澀之能而收攝耗散之精氣;脾為後天之本，腎的陰精要靠脾胃的不斷滋生和補充，故用山藥補脾陰，兼有堤水之意，二者共為臣藥，以裕腎陰生化之源;桂枝在本方中一藥三用：一是佐附子補腎陽(宋代以前，桂枝與肉桂不分)，二是與苓、澤同用，以通陽化氣利水，與五苓散的用法有相似之處。三是與丹皮同用，有活血化瘀之功，與《金匱》桂枝茯苓丸的用法有相似之處。桂枝、茯苓、澤瀉和丹皮共為佐藥，是針對小便不利而設，有通陽化氣、行瘀利水以治標之功。
方中有多味藥能入腎，故未再加引使藥。原方茯苓、澤瀉、和丹皮各用三兩，與一般“寓瀉於補”而瀉藥用量輕微的方法有明顯差別。故本方實為標本兼顧、補瀉兼施之劑。
腎陽為水中之火，需充足的陰精以涵養之。同時，根據“少火生氣”之旨，用少量的桂枝和附子，意在微助少火，以資生腎氣。《醫宗金鑑》有謂：“此腎氣丸納桂附於滋陰劑中十倍之一，意不在補火，而在微微生火，即生腎氣也”。若桂附用量過大，反會因其溫燥而有“壯火食氣”之嫌，且屬於補腎陽，不屬於補腎氣了。
方中乾地黃、山萸和山藥共用十六兩，靜而補陰;桂枝、附子共用二兩，動而通陽，合茯苓、澤瀉和丹皮共為十一兩，有通陽化氣、化瘀利水以抑陰之功，具流動之性。綜觀腎氣丸全方，動靜結合，開闔得宜，補陽藥雖為補陰藥的八分之一，能使生機活潑，卻絕無陽微陰盛之嫌，實為補腎氣、利小便而設之良劑。若欲用腎氣丸方補腎陽，除須加大桂附用量外，還應酌加巴戟天、杜仲、鹿角膠等，其效果才能滿意。
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