Antik bir Yunan filozofu olan Democritus, danışmanı Leucippus'un ilk başta önerdiği gibi, bir atom teorisi öneren ilk kişi değildi. Democritus teoriyi benimsedi, daha da geliştirdi ve fiziksel dünyaya daha detaylı ve sistematik bir bakış açısı sağladı.
Democritus'un atom teorisine göre, her şey fiziksel olarak bölünmez olan atomlardan oluşur: atomlar yok edilemez, ebedi ve görünmez, küçük ve azaltılamaz. Atomların yer kapladığını ve boyut, şekil, büyüklük, konum ve düzen bakımından farklı olduğunu belirtti. Modelinde atomlar homojendir.
Bunu fiziksel dünyaya temel olarak kullanan Democritus, dünyadaki tüm değişiklikleri atomların hareketlerindeki değişiklikler veya atomların bir araya toplanma şeklindeki değişiklikler olarak açıklayabiliyordu. Teori, yapısı kantitatif ve matematiksel yasalara tabi olduğu için fiziği ve birleşik matematiği açıkladı.
Demokritus teorisi, doğanın nasıl davrandığı üzerine daha fazla ayrıntı verdi. Teoriye göre, doğa oldukça karmaşık bir mekanizmadır. Sıcaklık ve lezzet gibi nitelikler söz konusu olduğunda, atomlar yalnızca nicelik bakımından farklılık gösterir ve bu niteliklerin özellikleri yalnızca kurallara tabidir. Democritus'a göre, gerçekten var olan tek şey atomlar ve Boşluklar.
Teorisinde atomların rastgele hareket ederek ve daha büyük cisimler oluşturmak için çarpışarak evrenin nasıl başladığını açıkladı. Democritus'a göre, dünya her zaman var, sonsuza dek var olacak ve rastgele hareket eden atomlarla dolu.