고대 그리스의 철학자인 엠페도클레스가 주장한 설로 세상의 모든 만물이 물, 불, 공기, 흙으로 구성되어 있다는 주장이었다. 이후 플라톤이나 아리스토텔레스에 의해서도 주장되었고 돌턴의 원자설이 나올 때까지 인정되었다. 그 중 아리스토텔레스가 4원소 가변설로 발전시켜 물, 불, 공기, 흙 이외에 각 물질의 특성인 건, 습, 온, 냉의 성질이 혼합되어 물질이 형성된다고 주장하기도 하였다.