Большой интерес представляет развитая Эмпедоклом теория происхождения растений и животных, в которой многие находят предвосхищение дарвиновской идеи естественного отбора. А именно, живые существа могут возникать лишь в промежуточные стадии перехода от господства Любви к господству Вражды, или наоборот. В первом случае сначала образуются синтетические «цельноприродные» формы, которые затем распадаются на противоположные по полу существа. Во втором случае имеет место обратный процесс: во влажном, теплом иле возникают отдельные члены и органы, которые беспорядочно носятся в пространстве и, случайным образом соединившись друг с другом, образуют самые разнообразные, большей частью уродливые существа; лишь немногие из них оказываются жизнеспособными и выживают.
Будучи врачом и, по преданию, основателем сицилийской школы медиков, Эмпедокл большое внимание уделял вопросам анатомии и физиологии. В основу своих представлений о строении организма он кладет учение о четырех элементах, объясняя различия свойств органических тканей пропорциями, в которых элементы входят в состав этих тканей. Любопытные соображения Эмпедокл высказывает по поводу наследственности, различия полов и развития зародыша. Унаследованные свойства детеныша определяются соотношением отцовского и материнского семени, из которого образовался зародыш. Пол зародыша зависит от тепла матки, в которой он развивается: более теплая матка приводит к образованию особей мужского пола, более холодная — женского. Мужской зародыш формируется быстрее, чем женский, а правая сторона быстрее, чем левая. Механизм дыхания объясняется Эмпедоклом приливом и отливом крови по отношению к поверхности тела; этот механизм иллюстрировался им опытами с клепсидрой (водяными часами). Причина сна — охлаждение крови; смерть наступает, когда тепло полностью уходит из организма.
Детально разработанная теория ощущений основывалась у Эмпедокла на принципе «подобное познается подобным». Так, например, он считал, что внутренность глаза состоит из всех четырех элементов, причем каждый из них заполняет особые, для него предназначенные поры; при встрече данного элемента с соответствующему ему истечениями от внешнего объекта возникает зрительное ощущение. Объясняя слуховые ощущения, Эмпедокл опирался на полученные им данные о строении уха (в частности, ему приписывалось открытие ушного лабиринта). Приятные ощущения Эмпедокл объяснял действием подобного на подобное, неприятные — встречей противоположных агентов.
В видимом противоречии с естественнонаучными воззрениями Эмпедокла находится его поэма «Очищения» («Katharmoi»), в которой он развивает религиозно-этическое учение, носящее на себе явные следы пифагорейской доктрины; это учение основано на идеях бессмертия души, метапсихоза и нравственного очищения. Ученые пытались по-разному объяснить это противоречие, в частности путем отнесения обеих поэм к различным периодам творческой эволюции Эмпедокла. Возможно, однако, что сам он не усматривал между ними никакого противоречия, полагая, что они рассматривают принципиально различные области, никак не перекрещивающиеся друг с другом.
Эмпедокл сумел предугадать ряд важнейших идей позднейшего естествознания. Т. Гомперц подчеркивал три таких идеи — те, которые впоследствии легли в основу химической науки: «гипотеза множественности и притом ограниченной множественности основных элементов; идея соединений, в которую вступают между собой эти элементы; наконец, признание многочисленных количественных различий или изменчивости пропорций в этих соединениях».
Анаксагор из Клазомен (500—428 гг. до н. э.) был прямым продолжателем мыслителей милетской школы, влияние которой (особенно Анаксимена) явно ощущается в его космологических концепциях. В то же время он испытал воздействие Парменида и, возможно, ранней атомистики. Уже в зрелом возрасте Анаксагор переехал в Афины, где прожил около 30 лет. Достижения ионийской науки он перенес на аттическую почву, явившись, таким образом, основоположником афинской философской школы. В конце жизни Анаксагор подвергся судебному преследованию за распространение взглядов, противоречивших общепринятой религии, и вынужден был бежать из Афин. Умер он в Лампсаке (на берегу Геллеспонта).