空氣元素:泰勒斯的學生阿那克西曼德(約公元前665438年+公元前00-546年)認為基本元素不可能是水，而是壹種不確定的無限物質。阿那克西曼德(約公元前585-525年)的學生阿那克西美尼進壹步分析說，基本元素是氣，氣稀釋成火，凝結成風，風凝結成雲，雲凝結成水，水凝結成石，然後這壹切就構成了壹切。
火元素:赫拉克利特(約公元前535-475年)認為壹切都源於火，所以它總是在變化。
土元素與四元素理論的形成:恩培多克勒(約公元前490-430年)綜合了前人的觀點，加上了“土”，於是有了水、氣、火、土四元素。
四種元素的可視化(象數學派):柏拉圖(公元前427-347年)將四種元素可視化，從幾何角度出發，認為四種元素的原子形狀是反映其性質的正多面體。有五種正多面體* * *，有壹種正十二面體沒有對應的元素。柏拉圖說是上帝用來排列天上的星座的。
四元素說的發展:柏拉圖的學生亞裏士多德(公元前384-322年)認為組成天體的元素與地球不同，是純“以太”，是第五元素，對應正十二面體。亞裏士多德在他老師的四元素幾何的基礎上將四元素理論發展成壹個體系。這種意識形態有效地支持了地心說。大約從公元前六世紀的希臘開始，就有了關於事物來源的討論和爭論。首先，第壹位希臘哲學家泰勒斯通過推論和觀察提出水是宇宙的原始物質。他認為水可以變成像石頭壹樣堅硬的固體，也可以變成看不見、摸不著，但又無處不在的氣體，所以它的變化包括了所有物質(固體、液體、氣體)的存在狀態；而且很多生物生活在水中，所有的生物都離不開水，所以所有的物質都可能是水產生的。但泰勒斯認為他的結論不是真理，並告訴學生:“這是我的看法，我的想法，妳們應該努力改進我的教學。”
米利都哲學家阿那克西曼德·阿那克西曼德認為壹切都來自壹種簡單的原始物質，但那不是泰勒斯提出的水，也不是我們所知道的任何其他本質。它是無限的、永恒的、無止境的，它環繞著所有的世界——因為他認為我們的世界只是眾多世界中的壹個。元質可以轉化為各種熟悉的本質，而且都可以相互轉化。對此，他作出了壹個重要的、極其引人註目的論述:萬物生而有之，萬物滅後必歸之，這是命運規定的，因為萬物按照時間的順序，互相補償自己的不公。而這個論點是從五角星頂端的靈魂元素推導出來的；在煉金術中，也指出萬物的起源來自質料。在原始物質下，他繼承了巴比倫人和埃及人把水、空氣、土壤作為世界主要元素的論點，並加入了第四元素火，形成了四元素說的前身。四大元素由這種原始物質形成後，按照土、水、氣、火的順序分為四層。火使水蒸發，產生土地，水蒸氣上升以圓形管狀雲包圍火。人們眼裏看到的東西，就像壹個天體，就是這些管道的孔，讓我們從孔裏看到裏面的火。
後來，另壹位軍事哲學家、泰勒斯培養的批判性學生阿納西·阿那克西美尼認為，空氣是宇宙的首要元素。他的論點是，空氣從嘴裏出來是熱的，但在壓力下出來就感覺冷了。同樣，通過凝結的過程，氣體首先變成水，然後變成土壤。這些元素的區別只是量變的結果，元素只是空氣凝結或不同程度的變薄。
詩人和哲學家赫拉克利特對阿那克西曼德和阿那克西曼德的唯物主義傾向表示蔑視。在他看來，以太火是基本元素或現實，是壹種靈魂物質。壹切都是由它構成的，必須回歸它。在這個世界上，睡與醒、死與生等對立面的不斷交替，構成了這永不停息的火的永不停息的節奏。壹切都在有條不紊地進行著，壹切都處於流動的狀態——Xavtaoei。
也有人提出，土壤是宇宙的原始物質，但其來源數據似乎無法考證。
希臘著名數學家和哲學家畢達哥拉斯及其學派摒棄了單壹元素的概念，提出了獨創的四元素學說。他們認為物質是由土、水、氣、火組成的，這四種基本物理性質是成對組合在壹起的，比如水是冷與濕的組合，火是熱與幹的組合。畢達哥拉斯也認為宇宙萬物都服從壹個規則，而數的法則是這個規則的中心。這個說法後來被轉化為命理學。
恩伯·多庫斯·恩培多克勒(Ember Dorcus Empedocles)在整理了前人的意見後，提出了更為明確的四要素觀。他延續了畢達哥拉斯的四元素理論，認為這四種元素是在整個宇宙中兩種對立的神力的影響下，以不同的比例結合在壹起的；所謂兩種對立的神力，壹種是引力，壹種是斥力，也就是“愛”和“恨”的作用使得元素相互混合和分離。
“四元素”理論在系統建立之前，由亞裏士多德發揚光大。他反對Demok Park Jung Su的原子論(即物質是由不可分割的最小粒子組成的)，極力主張四元素說。認為壹切物質都是由土壤構成的；水；空氣和火。它們被認為是幹的；潮濕；冷暖功能的結合。幹燥寒冷產生土壤，而水潮濕寒冷。亞裏士多德認為光是溫暖和潮濕的混合物；溫暖幹燥生火！根據四元素理論，破土而出的植物是太陽下的石(土)水與火的結合體。樹木被砍倒曬幹後，會失去水分，所以可以燒掉。但燃燒後就變成了石頭(也就是灰燼)和火。這個解釋比Demok Park Jung Su的看不見的原子假說更容易理解。於是在接下來的幾個世紀裏，四元素說成了原始實體的結論。
在中世紀，四元素理論曾作為煉金術的理論基礎。煉金術士認為，通過改變這四種原始屬性在物質中的比例，可以將普通金屬變成黃金。
相對於東方的五行學說，四元素說也是西方玄學的基礎。
四元素論承認世界的物質性，是它進步的壹面。但長期以來阻礙了化學的發展。直到羅伯特·波義耳否定了四元素理論的錯誤，化學才迅速發展起來。後來經過300多年的發展，直到20世紀初現代物理學的發展，我們才逐漸看清了物質的真實面目。