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中国古代天文学的一大特色，就是它比较早地提出了一些关于天体演化的思想，这是古代天文学采用气的概念的必然结果。
气态物质不断改变它的形状和体积，在一定条件下还会发生物态的变化。在古人看来，物态的变化是物质最显著的变化，用气的概念能较好地解释气态、液态和固态物质的形成与转换，因此能解释自然界许多变化。承认气是世界的本原，很自然地会承认事物的变化。元气论在很大程度上是关于演化的理论。气化论是古代的发生之学，演化之学，生化之学，变化之学，它试图对自然界做动态的描述。中国古代的哲学家和天文学家只要把“气”用于天文学，往往都要讨论天体的演化问题。
早期道家就把“气”引入世界的演化过程。“道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。”
这是主张先有天地，然后有气，再生万物。庄子曰：“通天下元气耳。”这实际上是认为先有气，然后才有天地，这才有可能用“气”来说明天地的形成过程。所以《
冠子》曰：“天地成于元气。”
气可派生出“形”的概念。“气”和“形”的相互作用、相互转化被看作是天地发生和变化的基本机制。宋代的吕坤说：“形气混而生天地，形气分而生万物。”
有人认为，成书于汉代的《淮南子》记述了我国最早的天体演化的理论。“天坠未形，冯冯翼翼，洞洞
，故曰‘太始’。道始于虚霩，虚霩生宇宙，宇宙生气。气有涯垠，清阳者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地。清妙之合专易，重浊之凝竭难，故天先成而地后定。天地之袭精为阴阳，阴阳之专精为四时，四时之散精为万物；积阳之热气久者生火，火气之精者为日；积阴之寒气久者为水，水气之精者为月；日月之淫气精者为星辰。”
空廓生宇宙，宇宙生元气。清轻的气互相摩荡向上成为天，重浊的气逐渐凝固向下成为地。清轻之气容易聚集，故天先成；重浊之气不易凝固，故地后定。阳的热气积聚久了产生火，火的精气变成太阳；阴的寒气积聚久了产生水，水的精气变成月亮；日月多余的精气变为星辰。这段文字概述了太始、虚霩、宇宙、气、天、地、日月、星辰的演化过程，并且提出天地形成的机制是“清阳者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地”，一直为后来的元气论者所继承。轻物上浮，重物下沉，这符合人们的日常生活经验。
关于天地日月形成的机制，朱熹说：“天地初间，只有阴阳之气。这一个气运行，磨来磨去，磨得急了，便拶许多渣滓，里面无处出，便结成个地在中央。气之清者便为天，为日月，为星辰，只在外常周环运转。地便只在中央不动，不是在下。”
整个宇宙都是气不断运行的结果，除地以外，日月星辰仍运转不止。这同笛卡儿的以太旋涡说颇为相似。
中国古代思想家还把天体的演化分为几个阶段。成书于汉代的《易纬·乾凿度》写道：“夫有形生于无形。天地之初有太易、太初、太始、太素。太易者，未见气也；太初者，气之始也；太始者，形之始也；太素者，质之始也。气、形、质具而未相离，故曰浑沦。”这把天地的起源分为四个阶段，第一个阶段是一无所有，后三个阶段分别出现了气、形和质。张衡说：“太素之前，幽清玄静，寂寞冥默，不可为象。厥中惟灵，厥外惟无，如是者永久焉。斯谓溟滓，盖乃道之根也。道根既建，自无生有。太素始萌，萌而未兆，并气同色，浑沌不分。故道志之言云，有物浑成，先天地生。其气体固未可得而形，其迟速固未可得而纪也。如是者又永久焉。斯谓庞鸿，盖乃道之干也。道干既育，有物成体。于是元气剖判，刚柔始分，清浊异位，天成于外，地定于内。”
张载认为，弥漫在宇宙空间中的气，可以凝聚为一个个天体，天体又可分散为弥漫在宇宙中间的气，这是一个无限循环的过程。“太虚不能无气，气不能不聚而为万物，万物不能不散而为太虚。”
有生于无，有形生于无形，气不断运行，轻者为天，重者为地，气聚为物，物散为气，这就是元气论的自然观。
连续的、弥漫的、无形的气，不可能成为牛顿力学所要求的机械运动的物质载体。这种形态的物质不可能用牛顿力学来描述。中国式的气不可能成为机械力学研究的对象。
气是一种连续性、整体性物质，弥漫于整个空间，没有明确的空间范围。气“其大无外，其小无内”
。孟子曰：“其为气也……则塞于天地之间。”
王夫之说：“气充满太虚，……亦无间隙。”
气无边无际，亦无间隙，同分立的微粒属两种不同的物质形态。机械运动的物质载体，应当是有明确空间界限的宏观物体或分立状态的微粒，而不可能是没有明确空间界限的、连续的气。从元气论出发，无法形成牛顿力学的质点、刚体概念。若没有这些概念，就不可能建立牛顿力学体系。
由于气没有明确的空间界限，它也就没有明确的空间位置，我们不可能像描述粒子和分立的实物那样，用一个坐标系来确定气的位置。关于位置，元气论一般只笼统地讲上与下，内与外。“一气充溢，分为两仪。……轻清者上为阳为天，重浊者下为阴为地。”
《易传》说：“柔上而刚下，二气感应以相与。”
《内经》曰：“地气上为云，天气下为雨。”
在这里上与下只是相对的方向。“内阳而外阴，内健而外顺。”
这儿的内与外也只是表示一种相对的空间关系。对气的上与下、内与外都无法作确定的量的描述。
元气论常讲到气的聚散。张载说：“太虚无形，气之本体；其聚其散，变化之客形尔。”
由于元气论没有粒子的概念，不认为气是由微粒构成的，所以即使讲到气的聚散，也不会涉及粒子的接近或分离，不会提出牛顿力学中的“中心力”概念。元气论谈论气的聚散，是从演化和发生的角度来谈的，而不是从位置移动的角度来讲的。“聚则为生，散者为死”，是元气论谈论气的聚散的本意。既然元气论不可能对气作定量的位置分析，当然也就无法讨论气的位置移动。因此，在元气论的影响下，中国不可能有描述位置移动的牛顿力学。
元气论的一个重要内容是讨论事物的变化，即主要讨论无形之气与有形之物的相互转化，讨论有形之物的发生和演化。北宋哲学家周敦颐说：“二气交感，化生万物。”
在这个意义上，我们可以把元气论看作一门“化学”——“化生之学”。何谓“化”？张载提出了一种界说：“气有阴阳，推行有渐为化。”
他认为“变”与“化”有区别，“变言其著，化言其渐”
。前者比较显著、激烈，后者则比较含蓄、缓慢。化，即“潜移默化”之化。庄子曰：“察其始而本无生，非徒无生也而本无形，非徒无形也而本无气。杂乎芒芴之间，变而有气，气变而有形，形变而有生。”
后来的元气论主要是讨论从无形到有形的问题。宋应星则把“气化形”和“形化气”这两个过程合称为“形气生化”。由此可见，“气化”有狭义与广义之分。狭义的气化是指未成有形物质的气的变化以及向有形物的转化。广义的气化是指气化形、形生形以及形化气等各种同气有关的变化。从另一个角度也可以说气化有“演化”与“变化”二义。
气化二字，首先由《黄帝内经》提出。“各从其气化也。”
《内经》把气化过程分为化始、成形、布散、化终四个阶段。“气始而生化，气散而有形，气布而繁育，气终而象变，其致一也。”
无论各位元气论者对气化做何种解释，都没有机械位移的意思。元气论是思辨的“演化学”和“转化学”，它同西方近代研究位移为主的力学真有天壤之别。中国的元气论者像这样讨论下去，无论如何也得不出牛顿动力学三定律的结论。
气本身具有运动的能力，无需外在推动者的推动，所以也无需力的概念。机械运动的一个特点是，它可以分解为作用一方（推动者）与接受作用一方（被推动者）。这作用的一方，就是形成力的概念的根据。元气论认为，气处于不断运动之中。这种永恒的运动是气本身所具有的，而不是外物推动的结果。王充一再强调“气自出”，“气自起”，“气自变”。“天地合气，万物自生。”“阳气自出，物自生长；阴气自出，物自成藏。”
“物之变，随气也。”
柳宗元说：“山川者，持天地之物也；阴与阳者，气而游乎其间者也。自动自休，自峙自流，是恶乎与我谋？自斗自竭，自崩自缺，是恶乎为我设？”
中国的元气论中，没有“惯性”的概念。既然气能自动、自变，那它就不需要一个能克服它的惯性使其产生运动的力。
“自然感应”是元气论的一个基本观点。根据这种观点，物体可以相隔很远而产生相互作用。阴阳五行家认为，万物“类同则召，气同则合，声比则应”。王充说：“同类通气，性相感动。”
后来元气论推广了感应的范围，认为不仅同类相感，异类也可相感。唐代孙颖达说：“各从其类者，言天地之间共相感应，各从其气类。……其造化之性，陶甄之器，非惟同类相感，亦有异类相感者。若磁石引针，琥珀拾芥，蚕吐丝而商弦绝，铜山崩而洛钟应，其类烦多，难一一言也。皆冥理自然，不知其所以然也。感者动也，应者报也，皆先者为感，后者为应。”
张载等人把各种作用都看作是感应作用。张载说：“声者，形气相轧而成。两气者，谷响雷声之美；两形者，桴鼓叩击之类。形轧气，羽、扇、敲矢之类；气轧形，人声笙簧之类。是皆物感之良能，人皆习之而不察尔。”
北宋哲学家程颐甚至说：“天地间只有一个感应而已，更有甚事？”
有些元气论者认为，感应的速度极快，不受空间距离的影响，也不需要传播时间。《淮南子》写道：“同气相动，不可以为远也。”张载说：“感如影响，无复先后，有动必感，咸感而应，故曰咸速也。”
用西方近代的科学语言来说，感应是一种超距作用。
自然感应是一个极为广泛的相互作用的概念，常被用来作为例证并有重要科学意义的就有五类自然现象：乐器共振、共鸣现象；阳燧召火现象；磁石吸铁，琥珀拾芥现象；日月吸地海为潮汐，天地相互吸引现象；生物钟现象。
有些元气论者认为感应作用由气来传导，这又像近代西方的近距说。在这里气就作为一种传递感应的媒介，起着类似于西方科学的“以太”的作用。王夫之说：“气有动之性，犹水有波之性。”
宋应星用类似西方的波动说来解释感应作用：“物之冲气也，如其激动，……以石投水，水面迎石之位一拳而已，而其文浪以次而开，至纵横寻丈而犹未歇，其荡气也亦犹是焉。”
中国元气论不重视物体之间的直接作用，而重视物体之间的间接感应。对这种感应的思考，只能导致思辨的、笼统的关于感应的哲学理论，不可能产生西方的力学体系。
元气论认为气与气可以相互包容，气可以渗透到有形物之中。朱熹说：“天地之气刚，故不论甚物事皆透过。”
气不仅可以穿过各种有形物，而且不会遇到任何阻碍。张载说：“清则无碍，无碍故神。”
沈括说：“天地之气，贯穿金石土木，曾无留碍。”
无碍，即无阻，就是没有摩擦，没有阻力。就这方面而言，气也十分接近西方的“以太”和“场”。试想，有形之物在无形之气中运动而不遇阻力，无形之气在有形之物中穿过也无阻碍，气又具有可入性，这样的无形无碍之气，怎么能用西方式的力学模式来描述呢？
中国的元气论者在用气解释各种自然现象时，从不对气作定量分析。《内经》说：“气有多少，形有盛衰，治有缓急，方有大小。”
《内经》讨论了“气有多少”，结论是：“阴阳之气，各有多少，故曰三阴三阳也。”
所谓三阴三阳，就是太阳、阳明、少阳、太阴、少阴、厥阴。太阳表明阳气盛，少阳表示阳气衰，太阴表示阴气盛，少阴表示阴气衰，阳明表示阳气极盛，厥阴表示阴气极衰。这里的多少、盛衰都没有定量的分析。
中国元气论在论述概念时，从不讨论气的重量、运动速度、时间、距离等概念。没有这些基本概念，不对有关的量（特别是同运动有关的量）做测量和计算，就不可能产生出近代的力学。
总之，在元气论的基础上，是不可能建造类似于牛顿力学体系的机械力学大厦的。因为元气论不可能提供力、质量、惯性、质点、加速度等概念。
中国的气是一个综合的、多义的概念，它虽有常识原型，但带有浓厚的思辨色彩；它有很广泛的解释领域，可是仅用气的概念又不能具体地说明现象的具体规律。元气论为我们描绘的是自然界的一幅总的、模糊的图景，而不可能勾勒出各个细节。它犹如一幅泼墨的写意画，而不是线密如网的工笔画。
要用气的概念解释自然界的具体现象，需要完成认识上的转换。从笼统的猜测转变为具体的说明，就要使“气”从哲学的概念转化为近代科学的概念。要完成这种转化，“气”应当能定量描述，应当能进入实验过程，应当能描述物体的结构。显然，中国古代的元气论很难提供这些条件。元气论转变为科学理论所遇到的困难，远比西方的原子论要大。只要元气论占主导地位，中国就不可能出现牛顿这样的力学家。中国的元气论如果能产生描述机械运动的科学的话，也只能是笛卡儿式的以太旋涡说。
李约瑟在谈到中国古代的磁学时曾说：“中国人在这方面是如此地领先于西方人，以致于我们差不多可以冒险猜测：如果社会条件有利于现代科学的发展，中国人可能已经首先通过磁学和电学的研究，先期转到场物理，而不必通过撞球式的阶段了。假如文艺复兴发生在中国而不是欧洲，整个发明的次序也许会完全不同。”
也就是说，如果中国有自己的近代科学，可能首先发展起来的不是力学，而是电磁学。若在中国古代自然观影响下产生中国式的近代科学，它同西方近代科学相比，不仅科学思想有许多不同之处，而且学科发展的次序也会有别。