Nenhum escrito de Tales sobrevive, nem há fontes contemporâneas a seu respeito. As realizações que lhe são atribuídas baseiam-se em referências tardias ou em lendas mantidas pela tradição. Segundo Heródoto, Tales foi um estadista de visão que advogou a federação das cidades jônicas da região do Egeu. Segundo Aristóteles, foi ele o primeiro a afirmar que a água era a substância fundamental do universo e de toda a matéria.
Considerado o primeiro filósofo grego, Tales nasceu por volta de 625 a.C. em Mileto, onde teria, como um dos sete sábios, fundado a escola que conserva o nome de sua cidade natal. Já se pretendeu ver, na escola de Mileto, quer dizer, em Tales, Anaximandro e Anaxímenes, a expressão mais autêntica do espírito jônico, ao qual se oporiam os eleatas, representantes do espírito dórico. A nova concepção de mundo dos milésios denominou-se logos, palavra grega que significa razão, palavra ou discurso. As características do logos, que o contrapõem ao pensamento mítico, são a imanência (oposta à transcendência), o naturalismo e o abandono do antropomorfismo. Esboçou-se assim a primeira tentativa de explicar racionalmente o universo, sem recorrer a entidades sobrenaturais.
Os filósofos da escola de Mileto eram homens de saber prático, acostumados a viajar, dedicados à política e ao trabalho intelectual. A partir de fatos particulares, conceituaram a realidade como um todo organizado e animado. Diante da multiplicidade e da mutabilidade das aparências, buscavam um princípio unificador imutável, ao qual chamaram arké -- origem, substrato e causa de todas as coisas. Em geometria, atribui-se a Tales a invenção de cinco teoremas. Diz-se também que ele usou seus conhecimentos geométricos para medir as pirâmides egípcias e para calcular a distância entre navios no mar e a costa. Referências como essas, ainda que às vezes possam não corresponder à verdade, ilustram todavia a reputação que o cercava.
Tales teria sido um precursor do pensamento científico ao substituir a explicação mítica da origem do universo pela explicação física de sua cosmologia baseada na água. Para ele, a água era o princípio formador da matéria porque o que é quente precisa da umidade para viver, o morto se resseca, todos os germes são úmidos e os alimentos estão cheios de seiva. É natural que as coisas se nutram daquilo de que provêm. A água é o princípio da natureza úmida, que entretém todas as coisas, e a terra repousa sobre a água.
As combinações se fazem pela mistura e pela mudança dos elementos, e o mundo é um só. A esfera do céu está dividida em cinco círculos, ou zonas: ártica, trópico de verão, equador, trópico de inverno e antártica. Primeiro astrônomo a explicar o eclipse do Sol, ao verificar que a Lua é iluminada por esse astro, Tales de Mileto, segundo o historiador grego Diógenes Laércio, morreu com 78 anos durante a 58ª Olimpíada (548-545 a.C.).