《史记·五帝本纪》说：“轩辕之时，神农氏世衰。诸侯相侵伐，暴虐百姓，而神农氏弗能征。”按照司马迁的这个说法，“神农氏”应该是上古时期一个部落的名称，曾经强盛，是各部落的首领，到黄帝（轩辕）时已经衰落，已经无法管理各部落。
在古代传说中，神农氏发明农耕技术，发明了医术，制定了历法，开创了九井相连的水利灌溉技术等等，贡献颇多，“神农尝百草”更是大家都熟知的故事，所以我们大都以为“神农”是一个人。许多古籍也说，神农氏就是“炎帝”。
《易经·系辞下》说：“包牺氏没，神农氏作，斫木为耜，揉木为耒，耒耨之利，以教天下。”《世本·帝系篇》把炎帝和神农氏当作一个人，称“炎帝神农氏”。汉代高诱注解《淮南子·时则训》时，又把赤帝和神农氏合起来，说：“赤帝即炎帝，少典之子，号为神农，南方火德之帝。”《左传》、《国语》和《礼记》曾提到烈山氏能够播植百谷百蔬。东汉郑玄注《礼记》和三国韦昭注《国语》，都说烈山氏就是炎帝。《水经注》把烈山氏和神农氏相并，说谬水西南经过厉乡南，水南有重山，就是烈山，山下有一个洞穴，相传是神农氏的诞生处，所以《礼记》称神农氏为烈山氏。
“神农氏”“炎帝”“烈山氏”是否是同一个人，各种古籍说法不同，后代学者也没有定论。
《五帝本纪》又说：“炎帝欲侵陵诸侯，诸侯咸归轩辕。轩辕乃修德振兵，……以与炎帝战于阪泉之野。”黄帝打败炎帝后，“诸侯咸尊轩辕为天子，代神农氏，是为黄帝。”有人认为，炎帝是“神农氏”部落的最后一位首领，被黄帝打败后失去了部落联盟首领即“天子”的地位。《路史》说：“神农氏七十世有天下，轩辕氏兴，受炎帝参卢禅……”和这种说法相似，只是把武力取代说成是禅让。
但也有不同说法，《国语·晋语》记载：“昔少典娶于有蟜氏，生黄帝、炎帝。黄帝以姬水成，炎帝以姜水成。……故黄帝为姬，炎帝为姜。”按这种说法，黄帝和炎帝本是出自同一部落，和神农氏部落并无关系。
无论炎帝是不是“神农氏”，或是否出自于“神农氏”部落，“炎黄之战”后，两个部落逐渐融合，成为了华夏族（汉族）的主体，所以我们现在依然自称为“炎黄子孙”。
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