Wraz z Leucypem jest założycielem starożytnego atomizmu. Dzięki dalekim podróżom i gruntownym studiom zyskał obszerną wiedzę we wszystkich dziedzinach i napisał wiele dzieł z różnych zakresów nauki. Dzieła te wywarły wielki wpływ na późniejszych filozofów, jak Platon, Arystoteles i Epikur. Z dzieł tych zachowały się tylko urywki. Według Demokryta prawdziwe poznanie wychodzi od zmysłów, ale da się osiągnąć tylko umysłem, który odróżnia złudne własności zmysłowe, od właściwej poza nimi leżącej istoty. Ten byt sam w sobie nie jest jednością w spoczynku, jak u Parmenidesa, ale ilością cząsteczek, pozostającą w ciągłym ruchu. Jest to wielość drobnych niepodzielnych cząsteczek zwanych atomami. Mają one różny kształt i wirują w pustej przestrzeni. Z ich połączeń i różnych kombinacji powstają poszczególne ciała i światy, których istnieje nieskończenie wiele. O połączeniu się pewnych atomów w jedną całość decyduje ich podobieństwo. Najdelikatniejsze, najgładsze atomy tworzą duszę, która wskutek tego może przenikać całe ciało, niemniej jednak jest materialna i podlega rozkładowi. Atomy duszy rozsiane są w powietrzu i człowiek wciąga je wraz z oddechem. Człowiek rozwija się w istotę kulturalną stopniowo ze stanu zwierzęcego. Najważniejszym dobrem jest tzw. eudaimonia, czyli stan szczęśliwości polegający na wewnętrznym spokoju i pogodzie ducha. System Demokryta jest materialistyczny, materialistyczna jest również jego etyka, według której pogoda ducha jest najwyższym dobrem, stąd nadano Demokrytowi przezwisko „śmiejącego się filozofa”. Atomizm Demokryta wywarł poprzez systemy Epikura, Lukrecjusza, atomistów średniowiecza, Galileusza i Gassendi'ego wpływ na nowożytną chemię. Był znakomitym przyrodnikiem w starożytności, a swe poglądy oparł na wyjaśnianiu zjawisk przyrodniczych na zasadzie mechanicznej konieczności. Wszystko według niego dzieje się na mocy techniki atomów, które są wieczne, rozmaite pod względem kształtu, wielkości, położenia i układu i znajdują się one w ciągłym ruchu.
Teoria postrzegania
Na podstawie ułożenia i rodzaju atomów postrzegano:
- substancja twarda (atomy ułożone gęsto) - substancja miękka (atomy ułożone luźno) - słodki smak (gładkie atomy) - ostry, kwaśny, gorzki smak (ostre, nierówne atomy) - kolory (w zależności od różnego ułożenia atomów)
Rozwinął następujące dziedziny wiedzy w filozofii:
Ontologia
a) monizm materialistyczny
Rozwinął atomistyczną teorię materii Leucypa, tworząc pierwszy dojrzały system filozofii materialistycznej. Szerzył tezę o nieciągłości materii (istnieją tylko atomy i próżnia).
Demokryt przejął również od Leucypa stanowisko deterministyczne - nie odwoływał się do celów i wyjaśniał zjawiska przyczynami (materialnymi, mechanicznymi).
Gnoseologia
a) racjonalizm - źródłem poznania obiektywnego jest rozum b) teoria subiektywności jakości zmysłowych
Demokryt konsekwentnie wyjaśniał jako proces materialny także poznawczą (psychiczną) aktywność człowieka. Postrzeganie zmysłowe zachodzi dzięki odrywaniu się od rzeczy cząstek będących ich podobiznami (eidola), które poprzez narządy zmysłów wnikają do duszy.
Aksjologia
a) etyka b) eudajmonizm - najwyższą wartością jest zadowolenie, stan harmonii, równowagi i spokoju ducha; nad namiętnościami powinien panować rozum, który nakazuje zachować umiar; zarówno brak jak i nadmiar przyjemności niepotrzebnie zakłócają spokój ducha c) intelektualizm - od przyjemności zmysłowych ważniejsze są przyjemności duchowe d) estetyka e) mimetyczna teoria sztuki (mimesis)