基本內容
生成過程
水元素：西方第一位哲學家泰勒斯（約公元前625-547）認為宇宙萬物都是由水這種基本元素構成的。
氣元素：泰勒斯的學生阿那克西曼德（約公元前610－546）認為基本元素不可能是水，而是某種不明確的無限物質。阿那克西曼德的學生阿那克西美尼（約公元前585－525）進一步解析到基本元素是氣，氣稀釋成了火，濃縮則成了風，風濃縮成了雲，雲濃縮成了水，水濃縮成了石頭，然後由這一切構成了萬物。
火元素：赫拉克利特（約公元前535－475）認為萬物由火而生，所以永遠處於變化之中。
土元素及四元素說的形成：恩培多克勒（約公元前490-430），綜合了前人的看法，再添加“土”，遂有水、氣、火、土四元素。
四元素形象化（象數派）：柏拉圖（公元前427－347）將四元素形象化，用幾何觀點看待，認為組成四元素的原子形狀分別是體現其性質的一種正多面體。正多面體共有5種，還剩下一種正十二面體沒有元素可與之對應，柏拉圖說它是神用來排列天空的星座的。
四元素說的發展：柏拉圖的學生亞里斯多德（公元前384－322）認為組成天體的元素與地球不同，是純粹的“以太”，是第五元素，對應於正十二面體。亞里斯多德在他老師四元素幾何化的基礎上，將四元素說發展成為一種體系。這個思想體系有效的支撐了地心說。
歷史起源
四元素說大約自西元前六世紀起的希臘，開始出現了對於事物構成來源的討論與說法。
首先，希臘第一位哲人泰利斯Thales由推論及觀察中，提出了水是構成宇宙的原質。他認為，水可以變成硬如石頭的固體，也可以變成看不到、摸不到，卻無所不在的氣體，因此它的變化包含了所有物質的存在狀態（固體、液體、氣體三態）；而且許多生物都生活在水中，而所有的生物沒有水都無法生活，所以，所有的物質或許就是有水產生的。但泰利斯認為他的結論並非就是真理，並告訴學生：“這是我的看法，我的想法，你們要努力改進我的教導。”
米利都派哲學家阿那克西曼德Anaximander則認為萬物都出於一種簡單的原始物質，但是那並不是泰勒斯所提出的水，或者是我們所知道的任何其他的實質。它是無限的、永恆的而且無盡的，而且它包圍著一切世界——因為他認為我們的世界只是許多世界中的一個。元質可以轉化為我們所熟悉的各式各樣的實質，它們又都可以互相轉化。關於這一點，他作出了一種重要的、極可注意的論述：萬物所由之而生的東西，萬物消滅後復歸於它，這是命遼規定的，因為萬物按照時間的秩序，為它們彼此間的不正義而互相償補。而這個論點，即衍生出來五芒星頂端的靈魂元素；在鍊金術中也指出，萬物的原始來自於prime matter（天地之心）。原始物質之下，他承襲了巴比倫人和埃及人把水、空氣和土看成是世界的主要組成元素的論點，再加上第四元素火，形成了四元素說法的前身。四大元素由這種原始物質形成之後，就以土、水、氣、火的次序分為四層。火使水蒸發，產生陸地，水氣上升把火圍在雲霧的圓管里。人們眼中看見象是天體的東西，就是這些管子的洞眼，使我們能從洞眼中望見裡面的火。
後來，另一個米利都派哲學家，也是泰利斯教育出的一位勇於批評的學生——阿納西米尼Anaximenes認為空氣是構成宇宙的原質。他的論證是，空氣從嘴裡呼出來是熱的，而在壓力下噴出來時則感到是冷的。同樣，通過凝聚的過程，氣先是變成水，然後變成土。這些元素之間的差異只是量變的結果，元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空氣。
詩人兼哲學家赫拉克利特Heraclitus對阿那克西曼德和阿那克西米尼的唯物主義的傾向，表示輕蔑。在他看來，乙太火才是基本元素或實在，這是一種靈魂材料，一切都用它造成，也都要回到它那裡去。在這個世界中，對立面——如睡與醒，死與生，不斷的交替就構成了這個永不熄滅的火的永不停止的節奏。萬物都在有秩序地運動，一切都處在流動——xavTaoEi的狀態中。
也有人提出了土為構成宇宙的原質，但其來源資料似乎已不可考。
著名的希臘大數學家兼哲人畢達哥拉斯Pythagoras，和他的學派放棄了單一元素的觀念，提出了最初的四元素說。他們以為物質是由土、水、氣、火四者組成，而這四者又由冷、熱、濕、燥四種基本物性兩兩組合而成，例如水是冷與濕的組合，火是熱與燥的組合。畢達哥拉斯並認為，宇宙中所有的事物都尊循著一個規則，而數字的規律正是這個規則中心。這個說法後來變形成了數字學。
恩貝多克斯Empedocles將前人們的說法加以整理以後，提出了更為明確的四元素看法。他延續了畢達哥拉斯的四元素說法，並認為這四種元素在整個宇宙中，受到兩個對立的神力的影響，以各種不同的比例結合起來；所謂兩個對立的神力，一是相引力，一是相斥力，即「愛」和「恨」的作用而使得元素相互混合和分離。
而四元素的說法，則是經過亞里士多德的發揚光大，才得以有系統的確立。他反對德莫克利特的原子論（即物質是由一不可分割的最小粒子所組成），而大力提倡四元素說。認為一切物質都由土；水；空氣和火而組成。它們被視為具有乾；濕；冷和暖等特徵的結合體。乾和冷產生土，而水的成份是濕和冷。亞里士多德認為，光是暖和濕的混合物；而暖和乾形成火！若按照四元素的理論看來，一棵破土而出的植物，是石頭（土）和水同太陽光中的火的一種結合。樹木被砍伐並曬乾後，便失去水元素，這樣就能燃燒了。而在燃燒後變成了石頭（也即灰）和火。這樣的解說比德莫克利特那不可見的原子假想來得易於理解。於是接下來的幾個世紀，四元素說幾成原始實體的定論。
在中世紀，四元素說曾經作為了鍊金術的理論依據。鍊金術士們認為只要改變物質中這四種原始性質的比例，即可使普通金屬變為黃金。
相較於東方的五行學說，四元素說也是西方神秘學理論的基礎。
四元素說承認了世界的物質性，是其進步的一面。但是卻使化學的發展長期受到了阻礙。直到羅伯特.波義耳才否定了四元素說的錯誤，使得化學得以迅速發展。後來又經三百多年的發展，直到20世紀初近代物理學的發展，才讓我們逐步看清物質的真實面目。
社會爭議
爭議一
四元素學說滲透進了西方傳統學術的各個方面，影響最為深遠的，是西方醫學之父希波克拉底（約公元前460~370）據此提出的四體液學說。它認為人體有四種體液分別與四種元素相對應：由肝製造的血液（氣），肺製造的黏液（水）。西方傳統醫學用整體的觀念看待人體和疾病，主要用草藥入藥，認為不同的草藥有不同的冷-熱、乾-濕屬性，可以藉助它們讓體液恢復平衡。處方往往同時用很多味草藥，講究不同草藥之間的相互搭配。這些觀念和做法都與中國傳統醫學很相似。
第一個認真地質疑四元素學說的學者是英國化學家波義耳（公元1627~1691）。他在1661年發表《懷疑派的化學家》。對古代元素學說的否定，可以視為化學創建的一個標誌。四體液學說的壽命還要長一些，直到19世紀還有很多醫生相信，隨著現代醫學的興起才遭到了徹底的否定。在2013年西方學界實際上已無人還相信四元素學說，但是在民間還有人信奉，例如星相術仍然把它當成理論依據之一。
四元素說其實並不是很離譜，可以把它看做四種物質形態的象徵：土、水、氣、火分別對應著固態、液體、氣態、等離子態。但是那畢竟只是古人對世界本源的一個充滿臆想的樸素看法，不管其體系是多么的博大精深，在現代科學興起後，在西方就被無情地拋棄。現代實證科學也有很多弊病，因為實證科學需要對宇宙規律實現全部枚舉的時候才能是完美正確的，但人類的實踐遠遠不足！幾百年所形成的實證科學觀已經對地球形成了深刻的傷害，同時形成的人類新價值觀對世界乃至人類本身的資源掠奪已經觸目驚心。世界的和諧已經被人類的新型無知所摧毀！樸素的元素觀儘管粗陋，但天人合一的思想依然是值得遵循的。人從屬於這個宇宙，而不是背天換地成為宇宙的主宰，這才是人類保存之道！
爭議二
2000年來國內有不少人倡導把中國傳統文化中的某些內容（例如卜卦、風水、中醫）樹立為“東方科學”，以與被稱為“西方科學”的現代科學相對抗。“東方科學”的主要特色，就是建立在陰陽五行的基礎上的。“東方科學”在國際上沒能獲得承認的原因，據說是由於西方人理解不了陰陽五行。其實在西方歷史上，也曾經流行過類似陰陽五行的學說，統治西方思想界達兩千年之久，那就是源自古希臘哲學的四元素學說。這個思想體系非常精緻、巧妙而龐雜，其“博大精深”的程度絲毫不比陰陽五行說遜色。
這個思想可以一直追溯到西方第一位哲學家泰勒斯（約公元前625~547），他是第一個嘗試完全用自然因素解釋自然現象的人，並提出了這么一個大問題：物質歸根結底是由什麼構成的？他猜測宇宙萬物都是由同一種基本元素構成的，那就是水。
其他古希臘哲學家都跟著思考這個問題，但是分別給出自己的答案，連師生都會為此互相吵架，真正是“吾愛吾師，吾更愛真理”。例如泰勒斯的學生阿那克西曼德（約公元前610~546）認為基本元素不可能是水，而是某種不明確的無限物質。阿那克西曼德的學生阿那克西美尼（約公元前585~525）則認為基本元素是氣。那位留下了“人不能兩次走進同一條河流”這一名言的赫拉克利特（約公元前535~475）認為萬物由火而生，所以永遠處於變化之中。
爭議三
恩培多克勒（約公元前490~430）對此來個兼容並包，綜合了前人的這些看法，再添加“土”，就有了水、氣、火、土四元素。特別看重幾何學的柏拉圖（公元前427~347）把四元素幾何化，認為組成它們的原子形狀分別是體現其性質的一種正多面體：火原子是最為銳利的正四面體，氣原子是幾乎讓人感覺不到的正八面體，水是像小球一樣滑溜的正二十面體，土是能夠堆砌起來的立方體。
柏拉圖的學生亞里士多德（公元前384~322）認為組成天體的元素與地球不同，是純粹的“以太”。多了這一第五元素，各種元素倒是可以和各種正多面體一一對應了。不過亞里士多德不像他的老師那樣痴迷幾何學，對這種做法並不感興趣。
亞里士多德把四元素學說發展成了一個能自圓其說的體系，看上去很迷人。例如，這個學說能解釋為何宇宙以地球為中心，井然有序：土最重，組成了地球的核心；水較輕，復蓋在地球的表面；氣、火更輕，籠罩著地球或向上飄揚；以太最輕，位於天上，繞著地球運行。
亞里士多德認為，四種兩兩互相對立的原始性質才是世界萬物的本原：冷-熱、乾-濕。不同的元素是由這些性質按不同比例組合而成的。火是熱加乾，氣是濕加熱，水是冷加濕，土是乾加冷。因此元素之間是可以相互轉化的。例如，把水加熱，水中的冷被熱取代，水就變成了氣。
社會影響
四元素學說對西方傳統學術影響極其深遠，以西方傳統醫學為甚。西方傳統醫學與中醫類似，用整體的觀念看待人體和疾病。在病症看視方面，由西方醫學之父希波克拉底（約公元前460－370）提出的四體液學說認為人體有四種體液分別與四種元素相對應：由肝製造的血液（氣），肺製造的粘液（水），膽囊製造的黃膽汁（火）和脾製造的黑膽汁（土）。人之所以會生病，是由於四種體液失去了平衡所致，治病就是要讓體液恢復平衡，因此衍生出了放血、發汗、催吐、排泄等療法。其中處方配製方法與中醫相似，主要用草藥入藥，認為不同的草藥有不同的冷－熱、乾－濕屬性，可以藉助它們讓體液恢復平衡，處方往往同時用很多味草藥，講究不同草藥之間的相互搭配。
隨著時代的進步和科學的昌明，人們開始認真地質疑四元素學說。英國化學家波義耳（1627-1691）在1661年發表《懷疑派的化學家》，對古代元素學說進行了批判，認為它們都不是真正的元素。他提出，元素應該是指既不能由其他物質生成，也不能相互轉換，無法再分解的某種原始、簡單的東西。他並提出，元素的種類有很多，什麼東西能被算是元素，要用實驗來確定。
對古代元素學說的否定，被視為近現代化學創建的一個標誌。但四元素說仍被星相術當成理論依據之一，在現代科學觀中仍有將四種物質形態的象徵：土、水、氣、火分別對應著固態、液體、氣態、等離子態的看法。
