Demócrito foi discípulo e depois sucessor de Leucipo de Mileto. A fama de Demócrito decorre do fato de ele ter sido o maior expoente da teoria atômica ou do atomismo. De acordo com essa teoria, tudo o que existe é composto por elementos indivisíveis chamados átomos (do grego, "a", negação e "tomo", divisível. Átomo= indivisível). Não há certeza se a teoria foi concebida por ele ou por seu mestre Leucipo, e a ligação estreita entre ambos dificulta a identificação do que foi pensado por um ou por outro. Todavia, parece não haver dúvidas de ter sido Demócrito quem de fato sistematizou o pensamento e a teoria atomista. Demócrito avançou também o conceito de um universo infinito, onde existem muitos outros mundos como o nosso.

Embora amplamente ignorado em Atenas durante sua vida, a obra de Demócrito foi bastante conhecida por Aristóteles, que a comentou extensivamente. É famosa a anedota de que Platão detestava tanto Demócrito que queria que todos os seus livros fossem queimados. Há anedotas segundo as quais Demócrito ria e gargalhava de tudo e dizia que o riso torna sábio, o que o levou a ser conhecido, durante o renascimento, como "o filósofo que ri".