Сенека первым применил название philosophia naturalis как общее обозначение философских течений Древней Греции, предшествующих Сократу и софистам. Первые древнегреческие натурфилософы — философы, изучающие природу, представители милетской школы: Фалес, Анакси-мен, Анаксимандр, а также Гераклит Эффеский — были также и учеными. Они занимались изучением астрономии, географии, геометрии, метеорологии. Фалес, например, предсказал солнечное затмение и первым объяснил природу лунного света, считая, что Луна отражает свой свет от Солнца. Доказывая простейшие геометрические теоремы, он вводил и использовал дедуктивный метод. Названия приписываемых по традиции Фалесу работ: «Морская астрология», «О солнцестоянии», «О равнодей-ствии», «О началах» — свидетельствуют, в какой степени ум его был обращен к познанию природы. Ученика Фалеса Анаксимандра называют «истинным творцом греческой, а вместе с тем и всей европейской науки о природе». Он высказал положение, что началом (принципом) и стихией (элементом) сущего является апейрон (от греч. «беспредельное»). Алейрон — бесконечное, неопределенное — лежит в основе всего, обладает творческой силой и является причиной всеобщего возникновения и уничтожения.

Логос натурфилософии имел своим содержанием поиск основ мироздания, причин и законов строения мира. «Фисиологи» стремились открыть единую первооснову многообразных природных явлений. Названные ими в качестве первоначал сущности были не просто физическими стихиями. Они несли в себе сферхфизический смысл, так как выступали носителями мироединства. Сам термин «логос» трактовался многозначно: как всеобщий закон, основа мира, мировой разум и слово. Как слово о сущем, логос противопоставлялся не только вымыслу мифа, но и видимости чувственного восприятия вещей. От мифа к логосу — так обозначалось то направление пути, которое выбрала античная мысль, осваивая универсум.

Натурфилософия выступила исторически первой формой мышления, направленного на истолкование природы, взятой в ее целостности. Она привнесла собой вместо господствующего в мифологии образа «порождения» идею причинности. В рамках натурфилософии был выдвинут ряд гипотез, сыгравших значительную роль в истории науки, например, атомистическая гипотеза, гипотеза о возникновении порядка из хаоса.