球的表面；气、火更轻，笼罩着地球或向上飘扬；以太最轻，位于天上，绕着地球运行。
亚里士多德认为，四种两两互相对立的原始性质才是世界万物的本原：冷-热、干-湿。不同的元素是由这些性质按不同比例组合而成的。火是热加干，气是湿加热，水是冷加湿，土是干加冷。因此元素之间是可以相互转化的。例如，把水加热，水中的冷被热取代，水就变成了气。
四元素学说渗透进了西方传统学术的各个方面，影响最为深远的，是西方医学之父希波克拉底（约公元前460~370）据此提出的四体液学说。它认为人体有四种体液分别与四种元素相对应：由肝制造的血液（气），肺制造的黏液（水），胆囊制造的黄胆汁（火）和脾制造的黑胆汁（土）。人之所以会生病，是由于四种体液失去了平衡所致，治病就是要让体液恢复平衡，因此衍生出了放血、发汗、催吐、排泄等疗法。西方传统医学用整体的观念看待人体和疾病，主要用草药入药，认为不同的草药有不同的冷-热、干-湿属性，可以借助它们让体液恢复平衡。处方往往同时用很多味草药，讲究不同草药之间的相互搭配。这些观念和做法都与中国传统医学很相似。
第一个认真地质疑四元素学说的学者是英国化学家波义耳（公元1627~1691）。他在1661年发表《怀疑派的化学家》，对古代元素学说进行了批判，认为它们都不是真正的元素。他提出，元素应该是指既不能由其他物质生成，也不能相互转换，无法再分解的某种原始、简单的东西。他并提出，元素的种类有很多，什么东西能被算是元素，要用实验来确定。对古代元素学说的否定，可以视为化学创建的一个标志。四体液学说的寿命还要长一些，直到19世纪还有很多医生相信，随着现代医学的兴起才遭到了彻底的否定。现在西方学界实际上已无人还相信四元素学说，但是在民间还有人信奉，例如星相术仍然把它当成理论依据之一。
四元素说其实并不是很离谱，可以把它看做四种物质形态的象征：土、水、气、火分别对应着固态、液体、气态、等离子态。但是那毕竟只是古人对世界本源的一个充满臆想的朴素看法，不管其体系是多么的博大精深，在现代科学兴起后，在西方就被无情地抛弃。而更为简陋的阴阳五行说却至今风靡中国学界，甚至被当成了科学，继续用它来指导治病看风水，这倒是很有东方特色的。还有人幻想用“东方科学”来拯救“西方科学”、西方文明，则是对西方思想史的无知。
