德謨克利特他成年之後，先後遊曆了埃及、巴比倫、印度和雅典等等的文明中心，學習了哲學、數學還有水利等等。所以他回到家鄉阿布德拉的時候，已經擁有了很高的學問，至此被公推為該城的執政官。即便就是德謨克利特他在執政的期間，也從未丟下對於哲學、自然學等等的研究工作。
而德謨克利特在原子論領域做出的貢獻，離不開其恩師留基伯的引導和教誨。這就好像是隻有站在巨人的肩膀上，你才能看得更遠，取得更大的成就。德謨克利特是完全性質的繼承了他老師的原子學說，認為原子從來就存在於虛空之中，無始無終。而原子和虛空構成了宇宙萬物，原子本身就是最小的，也不可再分的物質粒子。原子一詞在希臘的語言中本意即為不可分割。這種觀點在這個時候是非常先進的，對我們人類後來的原子論的形成也有一定的啟發作用。
德謨克利特在繼承了他老師成果的基礎上，又進一步提出說：原子雖然不可分，用肉眼不能觀測到，但在體積、形狀、性狀和位置排列的特征方麵仍然存在差異，他舉例說，水之所以能夠流動，水就因為水原子表麵光滑，彼此之間就易於滑動。
但是鐵的形狀非常穩定，則源於齧合而非常的穩固。德謨克利特還從原子的角度分析了我們人類生與死的概念，他說原子雖然不生不滅、不增不減，但它們構成的化合物卻由於原子的排列次序等不同而性質經常發生改變，從而使一種物質演變成為了另一種物質。於是人們就產生了生與死的概念，這一點也與事實基本吻合，也體現出了德謨克利特的研究水平。
德謨克利特也根據他的原子理論發展了天體演化學說。他認為在原始的宇宙旋渦運動中，質量較大的原子逐漸成為旋渦的中心，由於自身的旋轉而形成球狀聚合體，比如地球。同時質量較小的原子則圍繞該中心旋轉，宇宙空間的部分原子由於高速旋轉而日趨幹燥，最終燃燒形成恒星體。