Alors que d'autres philosophes, tels que Leucippus, ont peut-être contribué à l'idée, le démocrite est reconnu comme le principal partisan de la théorie atomique. Il a proposé que toute la matière soit composée de particules physiquement indivisibles appelées "atomes" (du mot grec "atomos" signifiant "incutable"). Il pensait que ces atomes étaient éternels et immuables, et tous les changements de matière résultent du réarrangement de ces atomes.
Cependant, il est important de noter que la théorie de Democritus était basée sur le raisonnement philosophique et non sur l'expérimentation scientifique. Ce n'est que bien plus tard, au 19e siècle, que la théorie atomique a été scientifiquement validée par John Dalton et d'autres.
