La philosophie antique, aussi bien en Asie Mineure que dans l'Inde, et plus tard dans le monde méditerranéen, a cherché à ramener l'extrême complication du monde à un petit nombre de principes. Mais ces spéculations, dépourvues de toute base expérimentale directe, n'ont abouti qu'à des systèmes purement métaphysiques.
Les philosophes naturalistes grecs, après avoir voulu faire dériver a priori toute matière du feu, de l'air ou de l'eau, ont orienté leurs discussions purement verbales dans deux directions qui leur paraissaient d'ailleurs compatibles et qui correspondaient au désir de préciser la nature et la forme des éléments primordiaux de toute chose. EMPEDOCLE créa ainsi et PLATON développa la théorie des quatre éléments: terre, eau, air, feu, qui paraissent avoir symbolisé plutôt des états que des substances. LEUCIPPE et DEMOCRITE (v siècle av. J.-C.) créèrent d'autre part un alomisme, basé sur le fait qu'il y a du composé, et du composé étendu. Toute matière est alors réductible à des atomes insécables, doués d'une forme caractéristique de leurs propriétés, atomies incréés et permanents, dont la réunion ou la séparation se traduisent par l'apparition ou la disparition des corps naturels. Cette idée fut reprise au IVe siècle par ÉPICURE et au 1er siècle par le poète latin LucRÈCE, mais ne sortit pas de la métaphysique pure.
Combattu déjà par PLATON et son école, l'atomisme s'effaça devant la théorie des quatre éléments, qu'ARISTOTE et les Arabes transmirent au moyen âge et qui resta longtemps inchangée, quoique de plus en plus insuffisante.
Le groupe des quatre éléments fut alors renforcé par d'autres qui avaient la prétention d'expliquer les résultats généraux de la pyrogénation et de la distillation, tels que: mercure, soufre, sel, auxquels il faut encore, comme pour les quatre premiers, donner une signification d'état plutôt que de nature. On devait, à la fin du xvme siècle, introduire, avec STAHL, un nouvel élément d'ailleurs insaisissable: le phlogistique, dont la masse pouvait être négative. Ce fut lui qui provoqua l'écroulement de tout le système....