。同样，通过凝聚的过程，气先是变成水，然后变成土。这些元素之间的差异只是量变的结果，元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空气。
早期以米利督学派为首的哲学家，多以单一元素作为本质，直到恩培多克勒（empedocles）才首次建立四元素并存的哲学体系，亦有人主张这是首次尝试以科学的方法解释传统的四元素说，但是从恩培多克勒所留下来的残缺文献来看，这种说法并没有足够的证据支持。恩培多克勒在大约公元前450年于其著作《论自然》中，使用了“根”(希腊文：?iζ?μata)一词。恩培多克勒是系统提出四元素学说的第一个人。他认为万物由四种物质元素土、气、水、火组成，这种元素是永恒存在的，由另外两种抽象元素爱和恨使他们连结或分离。
德谟克利特则认为，万物的本原是原子与虚空。原子是一种最后的不可分的物质微粒。宇宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。所谓事物的产生就是原子的结合。原子处在永恒的运动之中，即运动为原子本身所固有。虚空是绝对的空无，是原子运动的场所。
而广为人知的四元素说则是后来亚里士多德提出的，他的理论中不包含恩培多克勒学说中的爱和恨这两种抽象元素，