Gençliğinde politikaya olan merakının ardından, tabiat ve doğa olayları üzerine felsefi teoriler öne sürmüştür. En bilinen teorisi dört element teorisidir.
Empedokles, elementlere etki eden, bunları karıştıran, ayıran ve tekrar yapılanmasını sağlayan iki tane mistik gücün varlığına inanıyordu. Bu mistik güçlerden ilki sevgi, elementleri birleştiren ve birlikte tutabilen özelliğe sahipti. ikinci güç nefret ise, elementlerin birbirlerinden ayrılmasında ve uzaklaşmasında etkiliydi.
Ona göre; yaşam en eski zamanlarda, karışık ve birbirinden ayırt edilemeyecek düzeyde farklı şekillerde idi.
Sonrasında nefret, bütün bu karışık yapıdaki organizmaları birbirinden ayırmasıyla, farklı bitki ve hayvan türlerinin oluşmasını sağladı. Tabiatta devamlı süregelen bu sevgi ve nefret döngüsü bitki ve hayvanlar üzerinde etki etmesi sebebiyle canlıların daha farklı türlere ayrışmasına neden oldu.
insanlar ve elementler arasında bağlantı olduğunu da öne süren Empedokles, insan kanının, kalbinin ve sonuç olarak insanın ve yaşamın bu dört elementin kombinasyonundan meydana geldiğini öne sürmüştür.