Σύμφωνα με την οντολογική θεωρία των τεσσάρων στοιχείων όλος ο κόσμος δομείται θεμελιακά από τέσσερα βασικά στοιχεία. Από αυτά, τις αλληλεπιδράσεις και τις αναμείξεις τους οικοδομούνται όλα τα υλικά και άϋλα, ορατά και αόρατα αντικείμενα του Σύμπαντος. Τα τέσσερα στοιχεία έχουν τα εξής ονόματα:
- η Φωτιά
- ο Αέρας
- το Νερό
- η Γη
Οι όροι παραπέμπουν στις αντίστοιχες φυσικές έννοιες τηςφωτιάς, των αερίων, του νερού και τουεδάφους, λόγω παρεμφερών ιδιοτήτων, αλλά στην πραγματικότητα πρόκειται για υποτιθέμενα οντολογικά θεμέλια συστατικά της φύσης και όχι για τις γνωστές έννοιες της καθημερινότητας.
Η μεταφυσική θεωρία των τεσσάρων στοιχείων βρίσκεται στον πυρήνα της ελληνικής φιλοσοφίας και οι περισσότεροι φιλόσοφοι ασχολούνταν με αυτά. Ωστόσο δεν συμφωνούσαν μεταξύ τους για το αν και ποιο στοιχείο είναι το βασικότερο και πλέον πρωταρχικό στη δημιουργία του κόσμου. Ο Θαλής ο Μιλήσιος (624-546 π.Χ.) υποστήριζε την άποψη, ότι τα υλικά σώματα αποτελούνται από το βασικό υλικό που είναι το νερό. Ο Αναξιμένης (585-525 π.Χ.) αντίθετα υποστήριζε ότι το βασικό υλικό είναι ο αέρας, και ότι τα άλλα δύο στοιχεία, το νερό και η γη αποτελούνται από συμπυκνωμένο αέρα. ΟΗράκλειτος από την πλευρά του υποστήριζε ότι η φωτιά είναι το βασικό στοιχείο. Ο Πυθαγόρας δίδασκε ότι τα τέσσαρα στοιχεία αποτελούν μία Τετρακτύ αντιστοιχίζοντας την φωτιά προς τη μονάδα, τον αέρα προς τη δυάδα, το νερό προς την τριάδα και τη γη προς την τετράδα, όπως μας αναφέρει ο Ιάμβλιχος.Ο Εμπεδοκλής θεωρούσε ότι και τα τέσσερα στοιχεία είναι βασικά, και ότι το κάθε στοιχείο έχει βασικές ιδιότητες, έτσι ώστε από την σύνθεση των τεσσάρων αυτών στοιχείων να σχηματίζονται όλα τα υπόλοιπα υλικά.
Αργότερα, ο Πλάτωνας (περ. 428-347 π.Χ.) πρόσθεσε τον Αιθέρα και όρισε για κάθε στοιχείο έναγεωμετρικό στερεό θέσεις που στην ουσία διδάσκονταν από τους Πυθαγόρειους :
- το τετράεδρο για την φωτιά,
- το εξάεδρο για την γη,
- το οκτάεδρο για τον αέρα,
- το δωδεκάεδρο για τον αιθέρα,
- και το εικοσάεδρο για το νερό.
Ο Θέων ο Σμυρναίος μάλιστα αναφέρει τα τέσσερα στοιχεία να αποτελούν την τέταρτη κατά σειρά τετρακτύν στο σύνολο των ένδεκα τετρακτύων που όπως υποστήριζε υπάρχουν στον κόσμο.ΟΑριστοτέλης (384-322 π.Χ.) καθόρισε τις ιδιότητες των τεσσάρων στοιχείων (κρύο/ζέστη, ξηρό/υγρό) και έδωσε στον αιθέρα την υπόσταση του «πνεύματος» των υπόλοιπων τεσσάρων στοιχείων:
| Ζεστό | Κρύο | |
|---|---|---|
| Ξηρό | φωτιά | γη |
| Υγρό | αέρας | νερό |
Οι στωικοί εξέλιξαν την θεωρία αυτή περισσότερο και υποστήριξαν ότι το «πνεύμα» είναι μείγμα της φωτιάς και του αέρα. Γιαυτό και τα δύο αυτά στοιχεία θεωρήθηκαν «πνευματικά» ή «ενεργά», ενώ τα υπόλοιπα δύο στοιχεία, η γη και το νερό θεωρήθηκαν «αδρανή». Από κει και ύστερα η θεωρία διαδόθηκε και έγινε αποδεκτή, παραμένοντας όπως ήταν και επικράτησε για πολλούς αιώνες, μέχρι τον μεσαίωνα. Και σήμερα όμως συνεχίζει να είναι έδαφος μελέτης της φιλοσοφίας τουλάχιστον για εκείνους που ασχολούνται με την Ελληνική φιλοσοφία, του Πλάτωνα, του Αριστοτέλη, των Πυθαγορείων, αλλά και τον εσωτερισμό, τον αποκρυφισμό κ.α.
Με τις εκστρατείες του Μεγαλέξανδρου τα ελληνικά γράμματα εξαπλώθηκαν. Ο Πτολεμαίος, διάδοχος του Αλέξανδρου στηνΑλεξάνδρεια, έκτισε έναν ναό γραμμάτων για τις μούσες, το «Μουσείο», ένα ίδρυμα που σήμερα θα το λέγανε Πανεπιστήμιο. Το Μουσείο αυτό, στο οποίο υπήρχε η περίφημη Βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας, έγινε φημισμένο κέντρο μόρφωσης και γραμμάτων. Στον τόπο αυτό συνδυάστηκε η ελληνική φιλοσοφία με τις αιγυπτιακές γνώσεις περί της εφαρμογής της χημείας. Στην αρχαία Αίγυπτο η εφαρμογή της χημείας είχε καθαρά θρησκευτικό υπόβαθρο (π.χ. ταρίχευση των φαραώ), πράγμα που επηρέασε την ροή της θεωρίας των τεσσάρων στοιχείων. Αφενός η θεωρία αυτή πήρε ένα είδος θεολογικού χαρακτήρα, αφετέρου η θεωρία έγινε «εσωτερική», δηλαδή «μυστική» και άρχισε να γίνεται επίτηδες ακατανόητη για τους μη μυημένους.
Όταν οι Άραβες το 641 μ.Χ. κατέλαβαν την Αίγυπτο, θεσπίστηκαν την θεωρία των τεσσάρων στοιχείων και άρχισαν να την μελετούν με ενδιαφέρον. Τον τομέα αυτόν τον ονόμασαν «Αλ-Κιμία», δηλαδή «χημεία». Όταν οι Ευρωπαίοι με τιςσταυροφορίες του 12ου και 13ου αιώνα ήρθαν σε επαφή με τους Άραβες, η αλχημεία μεταδόθηκε και στην Ευρώπη, όπου οι λεγόμενοι αλχημιστές την μελέτησαν και την επεξεργάστηκαν με ενδιαφέρον. Ο Παράκελσος τον 16ο αι. εξέφρασε την πεποίθηση, ότι τα τέσσερα στοιχεία έχουν σχέση με τα στοιχειακά, που τα διαχώρισε σε στοιχειακά της γης, του νερού, του αέρα και της φωτιάς. Επίσης η θεωρία των τεσσάρων στοιχείων θεσπίστηκε και από τους αστρολόγους, οι οποίοι κατέταξαν τα ζώδια σύμφωνα με τα τέσσερα στοιχεία. Συνολικά έχουμε λοιπόν τις εξής σχέσεις μεταξύ των τεσσάρων στοιχείων και των διαφόρων επιστημών:
| Στοιχείο | Γεωμετρικό σώμα (Πλάτων) |
Ιδιότητα (Αριστοτέλης) |
Ζώδιο (Αστρολογία) |
Κατεύθυνση | Αλχημιστικό σύμβολο | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| φωτιά | τετράεδρο | ζεστό + ξηρό | Κριός, Λέων, Τοξότης | Νότος |
 |
|||
| αέρας | οκτάεδρο | ζεστό + υγρό | Δίδυμοι, Ζυγός,Υδροχόος | Ανατολή |
 |
|||
| νερό | εικοσάεδρο | κρύο + υγρό | Καρκίνος, Σκορπιός,Ιχθείς | Δύση |
 |
|||
| γη | εξάεδρο | κρύο + ξηρό | Ταύρος, Παρθένος,Αιγόκερως | Βορράς |
 |
