德谟克利特还认为，宇宙最初只是由混沌中翻腾的小原子组成，直到它们碰撞在一起形成更大的单元——最终形成了地球和宇宙的一切。
德谟克利特的“原子论”虽有缺陷，但已经超越时代，他深刻揭示出宇宙并非无限可分的，在他的哲学世界中，原子是最小粒子，是无法破坏，没有生命的。原子一直在运动，并将永远运动。
值得一提的是，我们今天知道现代科学中的“原子”是可以继续分割的。德谟克利特的“原子”其实该对应“夸克”、“电子”等基本粒子模型，但是由于原子观念深入人心，所以就约定俗成地把德谟克利特的原子与现代科学的原子划上了等号。
德谟克利特也是几何学的先驱。
我们只能通过在其他著作中引用他的作品(《论数字》、《论几何》、《论关联》、《论映射》和《论非理性》)来了解这一点，因为德谟克利特的大部分作品在中世纪都没有流传下来。德谟克利特是最早观察到底面积和高度相同的锥体体积是圆柱体积三分之一的人。
根据德谟克利特的观点，对真理的认识是困难的，因为感官的感知往往是主观的，通过感官的印象，我们无法得到真理，我们只能通过智力来解读感官的数据，才能掌握真理，因为真理是隐藏在深渊之中的。
下面这张图是15世纪Barocci用希腊语抄录的德谟克利特诗句。
德谟克利特以其敏锐的洞察力，和坚定的唯物主义精神，加上博采众家之长，终于将一个较为真实的世界还原在人们面前，成为了原子论的开山鼻祖。
德谟克利特的成就，是前苏格拉底哲学中最辉煌的时代。但由于德谟克利特的思想太过超前，导致后来的柏拉图和亚里士多德都不看好德谟克利特的原子论。
即便后来学者难以理解德谟克利特的成就，但仍旧对他的思辨精神给予了充分肯定。
亚里士多德说道：“类似的批评适用于我们的所有前辈，只有德谟克利特是个例外。其他人没有一个人深入到问题的表面之下，也没有一个人对问题进行过彻底地审视。然而，德谟克利特似乎不仅仔细地思考了所有的问题，而且从一开始就用他独特方法加以区分。”
