Medan andra filosofer, som Leuciippus, kan ha bidragit till idén, erkänns Democritus som huvudförespråkaren för atomteorin. Han föreslog att all materia består av fysiskt odelbara partiklar som kallas "atomer" (från det grekiska ordet "atomos" som betyder "ocuttable"). Han trodde att dessa atomer var eviga och oföränderliga, och alla förändringar i materia resulterade från omarrangemanget av dessa atomer.
Det är emellertid viktigt att notera att Democritus teori baserades på filosofiska resonemang och inte vetenskaplig experiment. Det var inte förrän mycket senare, på 1800 -talet, att atomteorin validerades vetenskapligt av John Dalton och andra.