原子论创始人是留基波（Leucippus）留基波和阿那克萨戈拉的学生德谟克利特（Democritus，鼎盛年约在公元前435年）是原子论的主要代表人

原子和虚空

原子论者认为世界的本原是原子和虚空。“原子”（atomon）的原意是不可分割，它被用来表示充实的最小微粒。“虚空”的意思与“充实”相反。如果说原子为存在（“是者”）的话，那么虚空就必须是非存在（“非是者”）。

原子论者于是面临着一个难题：要么承认本原只是存在而放弃虚空，要么坚持虚空并承认本原也可以是非存在。第二种说法虽然听起来不合理，但却是他们唯一的选择。

首先，他们以可感的事实为标准，肯定存在的东西是众多、变动的。充实是可以分割的。因为只有分割，才会产生出众多的充实东西；第二步，原子论者又讨论了分割充实所需要的条件，这就是虚空。如果没有虚空，则充实的东西之间没有间隙；如果没有间隙，则充实的东西不会彼此分开而成为众多的东西；同样，如果没有间隙，则充实的东西不会移动。“虚空”与“充实”是一对相反相成的概念，两者都是解释世界的原则：“充实”是解释万物存在的原则，“虚空”是解释事物的众多和运动可能性的原则，两者都是本原。第三步，原子论者确定了充实的最小单元。并非任何充实的东西都可充当本原，本原必须是不生不灭的存在。充实的存在物不会在分割中消失，因为存在不会变成非存在。可分割的充实物体必然是由不可分的充实物体组成的，这种不可分割的充实就是原子。

原子的性质

德谟克利特把原子的漩涡运动称作必然性，说“万物都根据必然性生成”，“没有什么事物是任意产生的”。

德谟克利特把原子的漩涡运动称作必然性，说“万物都根据必然性生成”，“没有什么事物是任意产生的”。但是，如果这里的“必然性”被理解为与“偶然原因”相对立的“必然原因”，那么，这些话是难以成立的。没有理由可以说明它们为什么必然地以这种方式，而不以那种方式结合在一起，必然产生出这一个事物，而不是那一个事物。原子的无序运动只能是偶然原因。

除了原子和虚空之外，原子论者不再诉诸其他解释原则。原子论可以说是元素论的最简明的理论形态，它不再包含四根论和种子论的一些不必要的设定。德谟克利特认为，被人们当作运动源泉的灵魂和心灵，实际上是精细的球形原子，因为“球形是最易于运动的形状”。

原子不像四根和种子那样具有丰富多样的可感性质，原子的性质只与充实和虚空相关。早期的原子论者只承认原子的形状、位置和次序。以字母作类比（“元素”的意义本来就是“字母”）。原子的属性与其说是物理学（自然哲学）的研究对象，不如说是几何学的研究对象。原子的形状、位置和次序都是观察不到的，这些性质只是根据字母的几何属性，用类比的方法推导出来的。正如后来亚里士多德指出的那样，原子的数学特征是不能解释物理运动的。原子论在历史上长期停留在思辨阶段，这固然与当时科学发展的水平有关，但不可否认，早期原子论者对原子性质的抽象的思辨也阻碍了人们对原子进行经验研究。

流射与约定

原子论者对感觉的性质有两种解释：一是流射说，一是约定论。按照流射说，感觉是可感对象中的影像流射在人的感官上所造成的印象。“影像”是由原子构成的事物的轮廓，“印象”则是这些原子在眼睛里压下的印记。

根据约定论的解释，感觉与事物的真相并不一致。德谟克利特认为：感觉“不是按照真理，而是按照意见显现的。事物的真理是：。对感觉的约定论解释否认感觉符合事物的本性，这似乎与把感觉的原因归结为原子运动的影像论相互矛盾。只有原子和虚空。甜是约定的，苦是约定的，热是约定的，冷是约定的，颜色是约定的。实际上只有原子和虚空”。

为了摆脱上述两难处境，德谟克利特诉诸感觉和理智的区分。据后来评论家说：感觉的原因是外部事物刺激和身体反应的混合，不能在没有身体反应的条件下如实地把握事物，不能达到绝对无误性。但是，这不等于说感觉是虚假的，感觉仍不失为判断可感事物的标准，理智只是在“不能看到更小的，不能再听、嗅、尝，或通过触觉”时才起作用。这就是说，理智认识关于原子和虚空的真理，感觉把握可感事物的印象。印象虽然不是真理，但真理却不能违反印象。