Итак, согласно Левкиппу и Демокриту, в мире существуют лишь два начала — пустота и атомы. Пустота безгранична (Левкипп называл ее великой пустотой»); в ней нет ни верха, ни низа, ни центра, ни периферии. По-видимому, именно осознание идеи пустоты привело атомистов к идее бесконечного пространства, в столь четкой форме не осознававшийся ни более ранними мыслителями, ни Эмпедоклом, ни Анаксагором. В этом пространстве во всех направлениях беспорядочно носятся атомы; наглядным образом, позволяющим представить себе движение атомов в пустоте, были для Демокрита пылинки, пляшущие в солнечном луче. Атомы обладают выпуклостями, углублениями и крючкообразными зацепками, благодаря которым они могут при столкновениях сцепляться, образуя более или менее устойчивые соединения. Сцепление большого числа атомов вызывает возникновение огромных вихрей, которые в конечном счете приводят к образованию миров. При возникновении космического вихря прежде всего образуется внешняя оболочка, подобная пленке или скорлупе, отгораживающей мир от внешнего пустого пространства. Эта пленка препятствует атомам, находящимся внутри вихря, вылетать наружу и, таким образом, обеспечивает стабильность образующегося космоса. Внутри же этой оболочки происходит обособление различных видов атомов: подобные из них соединяются с подобными, причем более крупные атомы оказываются в центре космоса, образуя Землю, а более мелкие устремляются к периферии. Тяжесть не является первичным свойством атомов, а возникает как вторичный эффект в процессе космообразования. Земля имеет форму барабана (тимпана) с вогнутыми основаниями; в начале она была невелика и вращалась вокруг своей оси, но потом, став плотнее и тяжелее, перешла в неподвижное состояние.
Не совсем ясно, как представляли себе атомисты происхождение небесных светил. По-видимому, они полагали, что Солнце, Луна и звезды первоначально находились вне нашего мира и лишь впоследствии были захвачены вихревым движением, войдя в состав космоса. Здесь обнаруживается конкретное расхождение между взглядами Левкиппа и Демокрита. А именно, Левкипп полагал, что ближе всего к Земле находится Луна, дальше всего — Солнце, а в промежутке расположены прочие небесные тела (ср. последовательности космических кругов, или «колес», у Анаксимандра). У Демокрита этот порядок исправлен и неподвижные звезды отодвинуты к периферии космоса, причем между Луной и Солнцем он поместил еще планету Венеру (нет ли здесь влияния вавилонян, уделявших, как мы знаем, очень большое внимание Венере?). Прочие планеты у него не специфицируются.
При описании конкретных астрономических и метеорологических явлений Демокрит во многом следовал Анаксагору. В то же время от Анаксагора (и Эмпедокла) его отличает концепция множественности миров, которые могут сильно отличаться от нашего. Некоторые миры оказываются лишенными Солнца и Луны, в других Солнце и Луна больше наших или же имеются в большем числе; могут возникать и такие миры, которые не имеют животных и растений и вовсе лишены влаги. Миры образуются на разных расстояниях друг от друга и в разное время; одни только еще зародились, другие (как, например, наш мир) находятся в расцвете, а третьи разрушаются. Причиной гибели миров могут быть их столкновения друг с другом.
В основе этой величественной и не имевшей себе прецедентов в истории греческой мысли картины мироздания лежали определенные методологические предпосылки. Одной из них была идея необходимости, определявшей все происходящее в мире. В единственном дошедшем до нас отрывке, приписываемом Левкиппу, мы читаем: «Ни одна из вещей не возникает попусту, но все совершается по закону и в силу необходимости. Эту необходимость, однако, не следует понимать в духе механистического детерминизма Нового времени. Совершающимся по необходимости греки называли то, что происходит как под влиянием внешних воздействий, так и в. силу внутренних причин, присущих самому процессу (т. е. «по природе»), но только не в результате чьего-либо ведения или решения, все равно — божеского или человеческого. Большую роль в сочинениях Демокрита играла также идея причинности, об интересе Демокрита к исследованию причин свидетельствует ряд заглавий его сочинений («Причины небесных явлений», «Причины, относящиеся к животным», «Причины смешанного рода» и т. д.). Для историка физики представляет интерес, что Демокрит пытался обосновать атомистику с помощью аргументов, основанных на наблюдениях над реальными процессами (например, над сжимаемостью тел).