除前面敘述的陰陽五行學說外，對傳統科學影響較大的自然觀中，還有元氣學說。
元氣學說起源於戰國時期，首先是有人提出了物質性的「氣」作為天地萬物的起源，接著荀子發展了氣的學說，認為水、火、植物、動物和人都是由氣組成，不過所處的發展階段不同而已。到了東漢，王充(公元27—約97年)繼承和發展了這一關於氣的學說，使元氣學說系統化和理論化。王充關於元氣學說的論述，記載在他的著作《論衡》一書中。
王充說，「天地，含氣之自然也」(《論衡·談天》)，「天地合氣，萬物自生」(《論衡·自然》)。也就是說，元氣是宇宙之本源，天地萬物都是由元氣自然而然地構成的，而且天地萬物的運動、變化也都是由元氣的聚合離散引起的。由此，王充否定了有意志的天的存在，並進而否定鬼神迷信。從元氣學說出發，王充試圖解釋各種自然現象。例如，關於雲雨的形成問題，王充說這是由於地氣上蒸，遇冷「凍凝」而成，「初出為雲，雲繁為雨」。他還指出，雲、霧、露、霜、雨、雪等現象，都是氣中的水在不同條件下的不同表現形式。關於雷電的成因，王充提出是由「太陽之激氣」同雲雨一類的陰氣，「分爭激射」而引起的。對於人的生死變化，王充認為這也是氣的作用的結果。他說：「陰陽之氣，凝而為人，年終壽盡，死還為氣」(《論衡·論死》)。這些解釋，在現在看來是有很多不科學的地方，但在當時卻是一種很了不起的科學見解。
元氣學說對後世有很深的影響，歷代都有人繼承和發展這一學說，使之成為歷史上一種重要的科學理論和科學思想。但是，在歷史上這一學說一直停留在思辨性認識的階段，而不能使之深化，提高成真正的科學理論。