Visse tidlige grækere fra Ionia (Lille Asien) og det sydlige Italien stillede spørgsmål om verden omkring dem. I stedet for at tilskrive dens oprettelse til antropomorfe guder, brød disse tidlige filosofer tradition og søgte rationelle forklaringer. Deres spekulation dannede det tidlige grundlag for videnskab og naturfilosofi.
Pythagoras var en tidlig græsk filosof, astronom og matematiker kendt for Pythagorean teorem, som geometri studerende bruger til at figurere hypotenusen i en højre trekant. Han var også grundlæggeren af en skole opkaldt efter ham.
Anaximander var en elev af Thales. Han var den første til at beskrive universets oprindelige princip som Apeiron, eller ubegrænset, og at bruge udtrykket Arche til at begynde. I Johannesevangeliet indeholder den første sætning det græske til "begyndelse" - det samme ord "arke".
Anaximenes var en filosof fra det sjette århundrede, en yngre samtid for Anaximander, der mente, at luft var den underliggende komponent i alt. Tæthed og varme eller kulde skifter luft, så den sammentrækker eller udvides. For Anaximenes blev jorden dannet af sådanne processer og er en luftfremstillet disk, der flyder på luften over og under.
Parmenides af Elea i det sydlige Italien var grundlæggeren af den eleatiske skole. Hans egen filosofi rejste mange umuligheder, som senere filosoffer arbejdede med. Han mistillidede sansernes bevis og argumenterede for, at hvad der er, ikke kan være blevet til fra intet, så det må altid have været.
Anaxagoras, der blev født i Clazomenae, Lille Asien, omkring 500 f.Kr., tilbragte det meste af sit liv i Athen, hvor han lavet et sted for filosofi og forbundet med Euripides (tragediesforfatter) og Pericles (athensk statsmand). I 430 blev Anaxagoras anlagt til retssag for uredelighed i Athen, fordi hans filosofi benægtede alle andre guders guddommelighed, men hans princip, sindet.
Empedokles var en anden meget indflydelsesrig tidlig græsk filosof, den første til at hævde de fire elementer i universet var jord, luft, ild og vand. Han troede, at der var to stridende styrker, kærlighed og strid. Han troede også på transmigration af sjælen og vegetarisme.
Zeno er den største figur af den eleatiske skole. Han er kendt gennem forfatteren af Aristoteles og Simplicius (A.D. 6. C.). Zeno præsenterer fire argumenter mod bevægelse, som er demonstreret i hans berømte paradokser. Det paradoks, der omtales som "Achilles", hævder, at en hurtigere løber (Achilles) aldrig kan overhale the skildpadde, fordi forfølgeren altid først skal nå det sted, som den, han søger at få, lige har venstre.
Leucippus udviklede atomistteorien, som forklarede, at al materie består af udelelige partikler. (Ordet atom betyder "ikke skåret".) Leucippus troede, at universet var sammensat af atomer i et tomrum.
Født omkring 570 f.Kr. var Xenophanes grundlæggeren af den eleatiske filosofiske skole. Han flygtede til Sicilien, hvor han sluttede sig til Pythagorean School. Han er kendt for sin satiriske poesi, der latterliggør polyteisme og tanken om, at guderne blev afbildet som mennesker. Hans evige guddom var verden. Hvis der nogensinde var et tidspunkt, hvor der ikke var noget, var det umuligt for noget nogensinde at være blevet til.