Nos primeiros filósofos gregos, chamados pré-socráticos, encontra-se o esboço das cosmovisões que Platão e Aristóteles tentariam sistematizar dois séculos mais tarde. Partindo do mesmo pressuposto, da identidade do pensamento e do ser, ou da razão e da realidade, Parmênides e Heráclito formularam as duas teses que determinaram todo o pensamento ulterior: a da unidade e imobilidade, e a da multiplicidade e mobilidade do ser. Para Parmênides, o Ser, isto é, o universo, o Absoluto, era incriado, imperecível, completo, imóvel e eterno, assemelhando-se à "massa de uma esfera bem arredondada, que se equilibra em si mesma em todos os seus pontos". Segundo Heráclito, para quem o lógos "tudo governa", o mundo, que é o mesmo para todos os seres, não foi criado por um deus ou por um homem, e sempre foi, é e será um fogo vivo "que se acende e apaga com medida".

Ainda no período pré-socrático, as filosofias de Demócrito, Empédocles e Anaxágoras, foram tentativas de conciliar e superar essas duas posições extremas. De todas, a mais significativa é a de Demócrito, que lançou os fundamentos de uma concepção rigorosamente científica do universo, concebendo-o como composto de átomos e de vazio. Os átomos e o vazio, assim como o movimento, são eternos, sempre existiram, e suas infinitas combinações dão origem a todos os seres.

Segundo Platão, cuja cosmogonia é expressa no mito do Timeu, pois a física é apenas um passatempo para o espírito, o mundo, obra de um demiurgo, é belo e vivo. Cópia corpórea e sensível do modelo inteligível, é habitado por uma alma que mistura três essências: a indivisível, unidade absoluta do todo inteligível, a divisível, ou multiplicidade que caracteriza os corpos e seu vir-a-ser, e uma terceira, intermediária, a existência, que participa das duas primeiras. O centro da alma, uma espécie de envoltório esférico do corpo do mundo, coincide com o centro do mundo, e seus movimentos circulares se confundem. O corpo do mundo é composto do fogo e da terra, entre os quais se interpõe, por razões matemáticas, a água e o ar, matéria ou elementos que preexistem à ação do demiurgo e cujo começo de organização explica-se mecanicamente.

Ao contrário de Platão, para quem a física só poderia ser objeto de um "conhecimento bastardo", Aristóteles achava que o mundo natural pode ser objeto de conhecimento racional ou epistemológico. Único, não tem nem começo nem fim, nada existe fora dele, é perfeito e finito, formando uma esfera que se move de acordo com o movimento mais perfeito, que é movimento circular. O mundo inclui quatro corpos simples ou elementares, a terra, a água, o ar e o fogo, aos quais se acrescenta uma quinta-essência, o éter, que não comporta nenhuma espécie de mudança.

O universo se dividiria em duas grandes regiões: o céu propriamente dito, que se estende do "primeiro céu" até a Lua, incluindo as estrelas fixas, cujo movimento é regular, eterno e circular. Os astros e os planetas são tão imóveis quanto as estrelas. O que se move circularmente é a esfera que carrega o astro, esfera única no caso das estrelas, esferas múltiplas no caso dos planetas. Segundo Aristóteles, para que o movimento de cada esfera planetária não se altere em virtude do movimento da outra esfera em que está encaixada, é preciso introduzir esferas compensadoras, que preservam a unidade do sistema.

A segunda região do universo é a região sublunar, cujo centro é a Terra. Mais distante do "primeiro motor" que o céu, caracteriza-se pela geração e pela corrupção das substâncias, cuja matéria não é mais perfeitamente determinada, como a do mundo sideral, mas é, ao contrário, pura indeterminação. Nesse mundo, onde reina a contingência, o acidente e o acesso, a descontinuidade é a norma do movimento, mesmo regular. Os elementos que se constituem nessa região são inferiores ao éter, misturando-se e transformando-se uns nos outros, o que permite considerá-la a região dos mistos, ou das misturas. O mundo sublunar está envolvido por uma esfera de fogo que gira com o primeiro céu, a qual envolve o ar, que, por sua vez, envolve a água, que, finalmente, envolve a terra.