如同元素学说一样，原子理论的首次阐述发生在古老的希腊，远在化学成为现代这种形式之前。当时化学无疑已经累积了相当多的化学反应的实践知识（特别是物质的有用转变的相关知识），但是这些知识主要是与技能相关的默认知识及隐性知识，掌握知识的人仅局限于从事染色或者冶金等化学艺术的实践者们。然而，物质理论首次阐述并不是缘于这些化学实践活动，而是缘于对自然本质（希腊文为phusis）抽象问题的回答。自然本质是当代物理学的起源，但它包含了很多物质世界的本质和功能问题。元素论和原子论正是在自然本质哲学背景下发展起来的。所以，这两个理论不仅预先设想而且也帮助构建了共同的大自然概念，直到今天都是哲学历史上的重要标志。两种哲学都基于共同的根本前提：第一个前提是物质守恒原理，第二个前提是它们都认为应该把世界主要看作是一个现象的世界，即世界是一个现象的集合，只不过两者对潜藏在现象背后的事实有明显不同的论释。

       大多化学系学生知道是拉瓦锡把物质守恒概念引入到化学，并利用这一原则原理否定燃素这种凭空想象的元素的存在。依据物质守恒概念，拉瓦锡认为，金属在煅烧过程中的增重现象不能用燃素丢失来解释，否则将意味着燃素不得不具有一个负的重量值，多亏有拉瓦锡和助手们的工作，今天的我们才知道此反应为氧化反应。所以，比较说得通的答案应该是金属在煅烧过程中吸收了某种物质。这个被吸收的神秘物质是氧气，它在气体化学发展起来以前没有被科学家们注意到。然而，物质守恒是古代物理学的一条基本假设。绝大部分希腊哲学家们以及早期的现代科学家们都认为物质是永恒不可毁灭的，只不过并没有任何实验证据来支持他们的这个立场。物质守恒概念也因此深深扎根于西方科学之中，哲学家埃米尔・迈耶森（Emile Meyerson）把它视为所有科学探索的一个先验的形而上假设和必要的基石。事实上，驱动古代物理学形成的不是物质起源问题，而是原始混沌如何转变成了我们所居住的有秩序的宇宙。随着时间推移，物质守恒问题让位给另一个问题：在一个不断流变的世界中，永恒或者连续性是如何存在的，或者用另外一种表达，在不断变化的背景下同一性的本质是什么？

       世界是现象集合这一概念缘于我们的感官动物本质。透过光或者回音等奇异现象的存在，我们不难发现，我们的感官知觉有时传递的是对世界的错误印象，而我们则可以通过可靠手段知道世界的真实情况与我们感知到的不一样。所以人们会有一种感觉，普通人对世界的认知不及全知全能者，因为他们可以知道世界的原本。原子理论或者元素理论都旨在描述最终的深层实在。但是，即使原子论者也不认为人类能够直接经历这个真实且不可见的原子世界，而且也不得不安于通过观察可感知现象获得关于原子世界的知识。启蒙运动哲学家伊曼努尔・康德构想出一套术语，其中源自希腊单词本体“noumenon”（事物自身本质）的本体（noumenal）世界与源自希腊动词“phainein”（意思是表现）的现象（phenomenal）世界（即感官经验世界）是对比关系。

       拉丁词“element”只是对形成于古希腊的一个相对复杂的概念的大致合适的翻译。因而，“element”是单词“arche”（本原）的翻译语，用于表示第一次宇宙进化的原始要素，比如水，或者称为潮湿要素，它在系列著作《米利都的泰勒斯》（Thales of Miletus）中就是非常重要的原始要素。泰勒斯将宇宙设想为起源于某种原始的海洋，今天地球上存在的各种物质是通过原始海洋的稀释和浓缩过程分离出来的。而在翻译恩培多克勒（Empedocles）的《根源》（Rhizomata）时也用到了“element”这个单词，指实物的“根源”的意思，在翻译亚里士多德用拉丁文“stoicheia”表示的四元素说时也使用了“element”这个单词。最后，罗马诗人卢克莱修（Lucretius）在对伊壁鸠鲁（Epicurus）的原子论著作《物性论》（DeRerum Natura）史诗般的辩护中也会使用“element”一词。此处的“element”是指不可见的或者不可分割的单元，别称“atoms”（来自希腊单词atomos，意思是不可见的）。鉴于“element”和“atoms”词源和概念上的接近，所以如果仅仅基于两个概念而将elements（元素）哲学和atoms（原子）哲学视为对立则会显得非常幼稚。相反，我们应该把它们视为两个竞争系统，是用于解释自然现象的两种不同的类型。