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大约于公元前6世纪，古希腊演进至奴隶制社会。希腊人素有探求事物的精神，人与自然都是他们探索的目标。
古希腊智者们灵光闪烁，思索不竭，他们不满于宇宙中一切都是由神所创造的观点，力图从哲学角度来说明宇宙的本质和来源，并像认识宇宙一样去认识人。很多哲学家都同时是各种科学的学者，从事数学、医学、天文学、地理学等跨学科的研究。如古希腊哲学家泰勒斯认为，世界本质是水，孕育生命的水是万物之源。哲学家阿那克西米尼坚持认为，空气是宇宙的根本。赫拉克利特则认为，火是一切物质的基础。德谟克利特认为，宇宙一切物质由极小的原子构成，这些原子不断运动，时合时离；还认为疾病与宇宙间一切事物一样，都受到明确的法则支配。毕达哥拉斯认为，“数”是一切存在的根源，万物是和谐的数；还首先提出生命由土、气、火、水这四种元素组成。医学的发展伴随着哲学的发展。学者们认为，宇宙有许多法则，也可以适用于人体。
恩培多克勒约于公元前483年出生在西西里岛阿克拉伽（现为阿格里琴托诚）的一个望族家庭，年轻时曾投身政治，后致力哲学研究，是毕达哥拉斯的弟子，深受其数字理论的影响，他的哲学思想就遵循四元素说。恩培多克勒在哲学、医学、生物学方面进行了大量研究，初步触及生物和环境的关系、动物的演化。现在我们所能见到的恩培多克勒留下的著述，只有约450行的残篇。
在呼吸问题上，恩培多克勒首次将呼吸和血液联系起来。他认为，一切生物的呼吸是在遍布于体内的无血管道中进行的。在皮肤表面有许多气孔，这些气孔使空气很容易通过，并由血液保留在身体内。他形象地说：“当血液急速地流动着离开皮肤时，接连不断的空气像汹涌澎湃的波涛涌了进来；当血液跳动着上升时，空气就重新被呼了出去。”恩培多克勒还认为，呼吸的作用是为了冷却内热，呼吸的节律是和血液的波动节律一致的。
恩培多克勒Ⓦ
恩培多克勒把吸入或呼出空气的运动与古希腊漏壶的作用相比较。漏壶是个在底部装有滤嘴的空圆筒，用途就像实验室经常用到的移液管一样，能把少量的液体从一个容器传递到另一个容器。他曾描述过一个女孩子在玩弄闪闪发光的黄铜漏壶时的情景：当她盖住圆筒上面的口，把漏壶浸入水中时，没有水从底部的滤嘴中进入容器，因为容器中的空气阻止了外来水分的进入。揭去容器的盖子，允许空气流出，容器外的水就能从滤嘴中进入容器。通过这个简单的观察，恩培多克勒证明，空气并不是纯粹空洞无物的空间，虽然人们不能看见它，但它具有物质实体的性质。
抄录着恩培
恩培多克勒关于呼吸的观点，极其有趣地论证了空气的性质。在亚里士多德看来，尽管恩培多克勒的部分理论是很幼稚的，也很容易被驳倒，但是这些理论背后却表现出恩培多克勒对于日常生活现象具有敏锐的观察力和深入的洞察力。
恩培多克勒还提出了进化过程的模糊概念，论述了有机体的发生和进化史，认为在有机体的家族中，最先出现的是植物，其次是动物，最后才是人；在有机体的发展过程中，只有能适应环境的种类才能生存下来，凡不适应的种类早在过去就消亡了。因而，有人认为这是达尔文学说的先声。