四元素说是古希腊关于世界的物质组成的学说。这四种元素是土、气、水、火。这种观点在相当长的一段时间内影响着人类科学的发展。

水元素：西方第一位哲学家泰勒斯（约公元前625-547）认为宇宙万物都是由水这种基本元素构成的。

气元素：泰勒斯的学生阿那克西曼德（约公元前610－546）认为基本元素不可能是水，而是某种不明确的无限物质。阿那克西曼德的学生阿那克西美尼（约公元前585－525）进一步解析到基本元素是气，气稀释成了火，浓缩则成了风，风浓缩成了云，云浓缩成了水，水浓缩成了石头，然后由这一切构成了万物。

火元素：赫拉克利特（约公元前535－475）认为万物由火而生，所以永远处于变化之中。

土元素及四元素说的形成：恩培多克勒（约公元前490-430），综合了前人的看法，再添加“土”，遂有水、气、火、土四元素。

四元素形象化（象数派）：柏拉图（公元前427－347）将四元素形象化，用几何观点看待，认为组成四元素的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体。正多面体共有5种，还剩下一种正十二面体没有元素可与之对应，柏拉图说它是神用来排列天空的星座的。

四元素说的发展：柏拉图的学生亚里士多德（公元前384－322）认为组成天体的元素与地球不同，是纯粹的“以太”，是第五元素，对应于正十二面体。亚里斯多德在他老师四元素几何化的基础上，将四元素说发展成为一种体系。这个思想体系有效的支撑了地心说。

大约自西元前六世纪起的希腊，开始出现了对于事物构成来源的讨论与说法。首先，希腊第一位哲人泰利斯Thales由推论及观察中，提出了水是构成宇宙的原质。他认为，水可以变成硬如石头的固体，也可以变成看不到、摸不到，却无所不在的气体，因此它的变化包含了所有物质的存在状态（固体、液体、气体三态）；而且许多生物都生活在水中，而所有的生物没有水都无法生活，所以，所有的物质或许就是有水产生的。但泰利斯认为他的结论并非就是真理，并告诉学生：“这是我的看法，我的想法，你们要努力改进我的教导。”

米利都派哲学家阿那克西曼德Anaximander则认为万物都出于一种简单的原始物质，但是那并不是泰勒斯所提出的水，或者是我们所知道的任何其他的实质。它是无限的、永恒的而且无尽的，而且它包围著一切世界——因为他认为我们的世界只是许多世界中的一个。元质可以转化为我们所熟悉的各式各样的实质，它们又都可以互相转化。关于这一点，他作出了一种重要的、极可注意的论述：万物所由之而生的东西，万物消灭后复归于它，这是命辽规定的，因为万物按照时间的秩序，为它们彼此间的不正义而互相偿补。而这个论点，即衍生出来五芒星顶端的灵魂元素；在炼金术中也指出，万物的原始来自于prime matter（天地之心）。原始物质之下，他承袭了巴比伦人和埃及人把水、空气和土看成是世界的主要组成元素的论点，再加上第四元素火，形成了四元素说法的前身。四大元素由这种原始物质形成之后，就以土、水、气、火的次序分为四层。火使水蒸发，产生陆地，水气上升把火围在云雾的圆管里。天上的星星，就是这些管子的洞眼，使我们能从洞眼中望见里面的火。

后来，另一个米利都派哲学家，也是泰利斯教育出的一位勇于批评的学生——阿纳西米尼Anaximenes认为空气是构成宇宙的原质。他的论证是，空气从嘴里呼出来是热的，而在压力下喷出来时则感到是冷的。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。

诗人兼哲学家赫拉克利特Heraclitus对阿那克西曼德和阿那克西米尼的唯物主义的倾向，表示轻蔑。在他看来，乙太火才是基本元素或实在，这是一种灵魂材料，一切都用它造成，也都要回到它那里去。在这个世界中，对立面——如睡与醒，死与生，不断的交替就构成了这个永不熄灭的火的永不停止的节奏。万物都在有秩序地运动，一切都处在流动——xavTaoEi的状态中。

也有人提出了土为构成宇宙的原质，但其来源资料似乎已不可考。

著名的希腊大数学家兼哲人毕达哥拉斯Pythagoras，和他的学派放弃了单一元素的观念，提出了最初的四元素说。他们以为物质是由土、水、气、火四者组成，而这四者又由冷、热、湿、燥四种基本物性两两组合而成，例如水是冷与湿的组合，火是热与燥的组合。毕达哥拉斯并认为，宇宙中所有的事物都尊循著一个规则，而数字的规律正是这个规则中心。这个说法后来变形成了数字学。

恩贝多克斯Empedocles将前人们的说法加以整理以后，提出了更为明确的四元素看法。他延续了毕达哥拉斯的四元素说法，并认为这四种元素在整个宇宙中，受到两个对立的神力的影响，以各种不同的比例结合起来；所谓两个对立的神力，一是相引力，一是相斥力，即「爱」和「恨」的作用而使得元素相互混合和分离。

而四元素的说法，则是经过亚里士多德的发扬光大，才得以有系统的确立。他反对德莫克利特的原子论（即物质是由一不可分割的最小粒子所组成），而大力提倡四元素说。认为一切物质都由土；水；空气和火而组成。它们被视为具有乾；湿；冷和暖等特徵的结合体。乾和冷产生土，而水的成份是湿和冷。亚里士多德认为，光是暖和湿的混合物；而暖和乾形成火！若按照四元素的理论看来，一棵破土而出的植物，是石头（土）和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后，便失去水元素，这样就能燃烧了。而在燃烧后变成了石头（也即灰）和火。这样的解说比德莫克利特那不可见的原子假想来得易于理解。于是接下来的几个世纪，四元素说几成原始实体的定论。

在中世纪，四元素说曾经作为了炼金术的理论依据。炼金术士们认为只要改变物质中这四种原始性质的比例，即可使普通金属变为黄金。

相较於东方的五行学说，四元素说也是西方神秘学理论的基础。

四元素说承认了世界的物质性，是其进步的一面。但是却使化学的发展长期受到了阻碍。直到罗伯特.波义耳才否定了四元素说的错误，使得化学得以迅速发展。后来又经三百多年的发展，直到20世纪初近代物理学的发展，才让我们逐步看清物质的真实面目。

四元素学说渗透进了西方传统学术的各个方面，影响最为深远的，是西方医学之父希波克拉底（约公元前460~370）据此提出的四体液学说。它认为人体有四种体液分别与四种元素相对应：由肝制造的血液（气），肺制造的黏液（水）。西方传统医学用整体的观念看待人体和疾病，主要用草药入药，认为不同的草药有不同的冷-热、干-湿属性，可以借助它们让体液恢复平衡。处方往往同时用很多味草药，讲究不同草药之间的相互搭配。这些观念和做法都与中国传统医学很相似。

第一个认真地质疑四元素学说的学者是英国化学家波义耳（公元1627~1691）。他在1661年发表《怀疑派的化学家》。对古代元素学说的否定，可以视为化学创建的一个标志。四体液学说的寿命还要长一些，直到19世纪还有很多医生相信，随着现代医学的兴起才遭到了彻底的否定。在2013年西方学界实际上已无人还相信四元素学说，但是在民间还有人信奉，例如星相术仍然把它当成理论依据之一。

四元素说作为人类最早的对宇宙规律的探索·，表现了人类对于宇宙的最初认识与研究方法，是人类科学的起始。虽然这种理论过于粗糙，但它是最初的哲学体系与描述宇宙的首种方法。这种探索未知的精神值得敬仰。

2000年来国内有不少人倡导把中国传统文化中的某些内容（例如卜卦、风水、中医）树立为“东方科学”，以与被称为“西方科学”的现代科学相对抗。“东方科学”的主要特色，就是建立在阴阳五行的基础上的。“东方科学”在国际上没能获得承认的原因，据说是由于西方人理解不了阴阳五行。其实在西方历史上，也曾经流行过类似阴阳五行的学说，统治西方思想界达两千年之久，那就是源自古希腊哲学的四元素学说。这个思想体系非常精致、巧妙而庞杂，其“博大精深”的程度丝毫不比阴阳五行说逊色。但是五行纯粹是取象比类，对万事万物进行分类，而不是找出最基本的单元元素。

这个思想可以一直追溯到西方第一位哲学家泰勒斯（约公元前625~547），他是第一个尝试完全用自然因素解释自然现象的人，并提出了这么一个大问题：物质归根结底是由什么构成的？他猜测宇宙万物都是由同一种基本元素构成的，那就是水。

其他古希腊哲学家都跟着思考这个问题，但是分别给出自己的答案，连师生都会为此互相吵架，真正是“吾爱吾师，吾更爱真理”。例如泰勒斯的学生阿那克西曼德（约公元前610~546）认为基本元素不可能是水，而是某种不明确的无限物质。阿那克西曼德的学生阿那克西美尼（约公元前585~525）则认为基本元素是气。那位留下了“人不能两次走进同一条河流”这一名言的赫拉克利特（约公元前535~475）认为万物由火而生，所以永远处于变化之中。

恩培多克勒（约公元前490~430）对此来个兼容并包，综合了前人的这些看法，再添加“土”，就有了水、气、火、土四元素。特别看重几何学的柏拉图（公元前427~347）把四元素几何化，认为组成它们的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体：火原子是最为锐利的正四面体，气原子是几乎让人感觉不到的正八面体，水是像小球一样滑溜的正二十面体，土是能够堆砌起来的立方体。

柏拉图的学生亚里士多德（公元前384~322）认为组成天体的元素与地球不同，是纯粹的“以太”。多了这一第五元素，各种元素倒是可以和各种正多面体一一对应了。不过亚里士多德不像他的老师那样痴迷几何学，对这种做法并不感兴趣。

亚里士多德把四元素学说发展成了一个能自圆其说的体系，看上去很迷人。例如，这个学说能解释为何宇宙以地球为中心，井然有序：土最重，组成了地球的核心；水较轻，覆盖在地球的表面；气、火更轻，笼罩着地球或向上飘扬；以太最轻，位于天上，绕着地球运行。

亚里士多德认为，四种两两互相对立的原始性质才是世界万物的本原：冷-热、干-湿。不同的元素是由这些性质按不同比例组合而成的。火是热加干，气是湿加热，水是冷加湿，土是干加冷。因此元素之间是可以相互转化的。例如，把水加热，水中的冷被热取代，水就变成了气。

四元素学说对西方传统学术影响极其深远，以西方传统医学为甚。西方传统医学与中医类似，用整体的观念看待人体和疾病。在病症看视方面，由西方医学之父希波克拉底（约公元前460－370）提出的四体液学说认为人体有四种体液分别与四种元素相对应：由肝制造的血液（气），肺制造的粘液（水），胆囊制造的黄胆汁（火）和脾制造的黑胆汁（土）。人之所以会生病，是由于四种体液失去了平衡所致，治病就是要让体液恢复平衡，因此衍生出了放血、发汗、催吐、排泄等疗法。其中处方配制方法与中医相似，主要用草药入药，认为不同的草药有不同的冷－热、干－湿属性，可以借助它们让体液恢复平衡，处方往往同时用很多味草药，讲究不同草药之间的相互搭配。

随着时代的进步和科学的昌明，人们开始认真地质疑四元素学说。英国化学家波义耳（1627-1691）在1661年发表《怀疑派的化学家》，对古代元素学说进行了批判，认为它们都不是真正的元素。他提出，元素应该是指既不能由其他物质生成，也不能相互转换，无法再分解的某种原始、简单的东西。他并提出，元素的种类有很多，什么东西能被算是元素，要用实验来确定。

对古代元素学说的否定，被视为近现代化学创建的一个标志。但四元素说仍被星相术当成理论依据之一，在现代科学观中仍有将四种物质形态的象征：土、水、气、火分别对应着固态、液体、气态、等离子态的看法。