Tiga filsuf pertama (Thales, Anaximandros, and Anaximenes) semuanya berpusat di kota dagang Miletos di Sungai Maiandros,[4] dan secara kolektif disebut sebagai Mazhab Miletos.[5][6] Mereka berusaha menjelaskan alam dengan menemukan faktor dasarnya yang disebut arkhe. Mereka tampaknya berpikir meskipun materi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, semua materi memiliki kesamaan yang tidak berubah. Dengan demikian mereka dicirikan oleh Aristoteles sebagai para monis. Mereka juga percaya semuanya hidup atau hilozoisme.[7] Penduduk Miletos pada saat itu tidak menyetujui kesamaan semua hal, dan tampaknya tidak mencoba untuk mencari tahu, tetapi menggunakan penalaran abstrak ketimbang agama atau mitologi untuk menjelaskan diri mereka sendiri, dan dengan demikian disanadkan sebagai filsuf pertama.
Thales (Θαλῆς) dari Miletos (k. 624 – k. 546 SM) dianggap sebagai filsuf Dunia Barat paling awal. Sebelumnya, diketahui bahaa bangsa Yunani menjelaskan asal usul dan sifat dunia melalui mitos dewa dan pahlawan antropomorfik. Peristiwa seperti kilat dan gempa bumi dikaitkan dengan tindakan para dewa. Sebaliknya, Thales berusaha menemukan penjelasan naturalistis tentang dunia, tanpa mengacu pada hal-hal gaib. Dia menjelaskan gempa bumi dengan membayangkan Bumi mengapung di atas air, dan gempa bumi terjadi saat Bumi diguncang oleh gelombang. Keyakinan Thales yang paling terkenal adalah doktrin kosmologisnya, yang menyatakan bahwa dunia berasal dari air.
Aristoteles menulis tentang metafisika sebagai berikut: "Thales, pendiri aliran filsafat ini [Mazhab Ionia], mengatakan perwujudan mutlak adalah air (itulah sebabnya dia juga mengemukakan bahwa bumi mengapung di atas air). Agaknya dia mendapatkan pemikiran tersebut dari melihat zat dari segala sesuatu lembab, dan panas itu sendiri dihasilkan dari kelembaban dan tergantung padanya untuk keberadaannya (dan dari mana suatu benda dihasilkan selalu merupakan prinsip pertamanya). fakta bahwa benih dari segala sesuatu memiliki sifat lembab, sedangkan air adalah prinsip pertama dari sifat lembab."[8]
Anaximandros (Ἀναξίμανδρος) (k. 610 – k. 546 SM) menulis sebuah karya kosmologis, hanya sedikit yang tersisa. Dari beberapa kepingan tulisan yang masih ada, diketahui bahwa dia percaya asas dasar (arkhe, kata yang pertama kali ditemukan dalam tulisan Anaximandros, dan yang mungkin dia temukan) adalah massa yang tak berujung dan tidak terbatas (apeiron), yang tidak tunduk pada usia tua atau pembusukan, yang terus-menerus menghasilkan materi segar yang darinya segala sesuatu yang dapat dirasakan berasal.
Anaximenes dari Miletos (Ἀναξιμένης ὁ Μιλήσιος; k. 585 – k. 528 SM), seperti orang lain di mazhab pemikirannya, menganut monisme material dan percaya bahwa udara adalah arkhe.
Herakleitos (Ἡράκλειτος) dari Efesos (k. 535 – k. 475 SM) tidak setuju dengan Thales, Anaximandros, dan Pythagoras tentang sifat dari zat pamungkas dan sebaliknya menyatakan bahwa segala sesuatu berasal dari elemen api klasik Yunani, bukan dari udara, air, atau bumi. Hal ini menyebabkan keyakinan bahwa perubahan itu nyata, dan keseimbangan adalah khayalan semata. Bagi Herakleitos, "Semuanya mengalir, tidak ada yang berhenti". Dia juga terkenal karena mengatakan: "Tidak ada orang yang dapat menyeberangi sungai yang sama dua kali, karena baik manusia maupun sungainya tidak sama".
Anaxagoras (Ἀναξαγόρας) dari Klazomenai (k. 510 – k. 428 SM) menganggap wujud zat sebagai kumpulan tak terbatas dari unsur-unsur klasik yang tidak dapat binasa, mengacu pada semua generasi dan pelenyapan masing-masing untuk campuran dan pemisahan. Semua wujud diatur oleh kekuatan yang mengatur, yaitu pikiran kosmis (nous).
Arkhelaos (Ἀρχέλαος) adalah seorang filsuf Yunani abad ke-5 SM, kemungkinan lahir di Athena. Dia adalah murid Anaxagoras, dan dikatakan oleh Ion dari Khios (rujukan kepustakaan Diogenes Laertios, ii. 23) sebagai guru Sokrates. Beberapa berpendapat bahwa hal tersebut mungkin hanya upaya untuk menghubungkan Sokrates dengan Mazhab Ionia. Theodor Gomperz menjunjung tinggi cerita tersebut. Ada perbedaan pendapat yang serupa mengenai pernyataan Arkhelaos merumuskan ajaran keadaban tertentu. Secara umum, dia mengikuti Anaxagoras, tetapi dalam kosmologinya, dia kembali ke Mazhab Ionia awal.
Algra, Keimpe (1999). "The beginnings of cosmology". Dalam Long, A. A. The Cambridge Companion to Early Greek Philosophy (dalam bahasa Inggris). Cambridge University Press. hlm. 250–270. ISBN978-0-521-44667-9.