恩培多克勒的哲学思想的形成受到多重影响。首先是深受毕达哥拉斯学派的影响，他本人也崇敬毕达哥拉斯：“在他们中间生活着一位赋有超人知识的人，他（毕达哥拉斯）真正拥有最大的智慧财富。”[8]他可能也与爱利亚学派有师承关系，崇敬该学派的奠基人塞诺芬尼和巴门尼德，并可能在他们门下学习过。[9]其他，可能与阿那克萨哥拉（约前500—约前428年）有过直接交往。在哲学思想的归属上，亚里士多德根据哲学学说的内在联系，比较严谨地将他同阿那克萨哥拉、留基伯和德谟克里特放在一起论述，同时又肯定他同伊奥尼亚哲学有一定的思想联系。
恩培多克勒的自然哲学思想，大体上有以下内容。
一 四种根
恩培多克勒处在早期希腊哲学发展的一个转折点上。在本原学说上，他打破了伊奥尼亚哲学和爱利亚学派哲学的两种“一元论”的僵硬对立，并弥合被巴门尼德割裂开的个别和全体，弥合本原同现象世界的对立。他以诗喻的方式，提出世界的一切事物都是由四种“根”组成的：
首先听着：一切事物有四种“根”：照耀万物的宙斯，哺育万物的赫拉，以及埃多涅乌（Aidoneus）和涅司蒂（Nestis），他们让自己的泪水成为变灭的事物的生命泉源。[10]
他用希腊神话中的四位神分别喻指水、火、气、土四种根。
恩培多克勒认为，正是水、火、气、土四种基本元素，它们的结合就生成万物，它们的分解就使个别事物消亡。世界上的事物都处于不断生灭和变动之中，而水、火、气、土这四种根则是不变的，只是处在轮番的结合和分离之中。这就是他所说的“双重的道理”：
我要告诉你一个双重的道理：在一个时候，它从“多”生成为“一”，另一个时候，它又从“一”分解为“多”。生灭的事物的生成是双重的，它们的消灭也是双重的。当一切结合在一起时，“一”被生成了，又被破坏了；而在分解时，别的东西又生成了，又解体了……所以，就“一”从多中产生又立即分解为多说，它们是生成而不是不变的；可是就它们永不停止连续变换场所说，它们在这种循环中又是始终不变的。[11]
也就是说，这四种根本身不变，但由于它们的相互结合和分解，使得万物产生和毁灭。
二 “爱”和“争”
恩培多克勒认为四种基本元素自身是既不变动也没有生灭的，而它们相互结合和分离的源泉（原因），在于一对对立的动力因：“爱”和“争”（或译为“憎”、“恨”）。他认为这一对对立的力量是“万古长存的”[12]。“爱”和“恨”这两种力量的作用，导致元素的结合和分离，万物的生成和解体：
在一个时候，万物在“爱”中结合为一；在另一个时候，个别事物又在“争”的冲突中分离。[13]
恩培多克勒认为，由于“爱”和“争”这两种对立力量的此起彼伏，轮流消失，使四种基本元素不断结合又不断分离，由此产生的万物就经常处于生灭变易之中。但他这又是从本原自身以外去寻找运动的原因，这无疑受到爱利亚学派哲学的影响。他所说的“四根”不过是打碎了的巴门尼德的“存在”，它们本身基本上是没有生灭和变化的，因此是永恒的。在这方面，他的四根说，失去了以前古希腊哲学的素朴辩证法的光辉，带上了机械性。从此以后，许多希腊哲学家都认为物质本身是不会运动变化的，要在物质以外去寻求运动的原因。正是因此，物质和意识才逐渐区别开来。但也应该认识到，恩培多克勒的哲学除了带上机械性的这一面外，也还有另一面，即将“爱”和“争”这两种力量看成是对立的：
和他的前人相反，恩培多克勒是第一个将这个原因分开来，假定不是一种动力因，而是两种不同的相反的原因。[14]
也就是说，爱和争这两种力量是互相对立的。万物的生灭变易是这样两种对立力量互相斗争的结果。由此可见，这里仍然含有赫拉克利特关于对立统一的素朴辩证法的痕迹。只是这种对立统一的力量，已经成为与物质元素相割裂、相异在的力量了。
三 流射说
值得重视的是，恩培多克勒比较具体地研究了认识论方面的问题。他作为早期的经验科学家，注重感性经验，开始分别研究各种感知认识形式及其生理基础。他将元素论运用到认识论领域，提出流射说这种素朴的反映论。他根据生理机制的研究，开始剖析认识的主体方面，即认识活动中的感官生理学。在他那里，哲学和科学、认识论思想和元素本原论，比较有机地联系起来。
恩培多克勒认为，任何物体都有连续不断的、细微不可见的元素粒子放射出来。他曾这样讲道：
用恩培多克勒的话来思索物质：“要知道从一切生成的事物里都发生流射。”不仅动物、植物、大地和海，而且石头、铜和铁都不断放射出许多流；因为任何事物都是由于这种无休止射流的不断运动，而损耗和消亡的。[15]
根据亚里士多德的学生塞奥弗拉斯特（Theophrastos，前371—前286年）的记述，恩培多克勒是以这样的方式谈到一切感觉的形成，认为感觉是由一些各自和一种感官相适合的射流产生的。所以一种感官不能认识另一种感官的对象，因为某些感官的孔道对感觉对象是太宽了，另一些又太窄了，因而有些对象的粒子可以没有接触就穿过孔道，另一些却根本不能通过。[16]并还记述到，孔道的合适与否。是根据“同类相知”的认识原则，因为他的流射说，是建筑在同类相聚的学说上的：智慧就是以相同对待相同，无知是以相异对待相异。眼睛内部是火，火的周围是土和气，由于眼睛结构精细，所以火能够像灯笼里的光一样通过土和气。火与水的孔道是交替排列的，通过火的孔道我们看到光亮的对象，通过水的孔道则看到暗黑的对象。每一类对象都同一种孔道相适合，各种颜色都是由流射带入眼睛的。[17]
这种流射说，是最早的素朴唯物主义的反映论。
