Teorētiskās zinātnes Aristotelis nošķir trīs teorētiskās zinātnes (Metaphysica VI.1 1026a19): 1) matemātiku, 2) dabaszinātni (mūsdienu izpratnē – fiziku, ķīmiju, ģeoloģiju, meteoroloģiju, bioloģiju, psiholoģiju), 3) teoloģiju jeb pirmo filozofiju, ko vēlāk Aristoteļa skolas pārstāvji nosauc par metafiziku.
Dabaszinātne nodarbojas ar dabiskām lietām, ciktāl tām pašām par sevi iekšēji piemīt četri cēloņi (Physica II.3): 1) viela (ὕλη, hýlē) jeb tas, no kā rodas lieta, piemēram, bronza ir statujas cēlonis; 2) forma (μορφή, morphē) jeb veidols (εἶδος, eidos) – lietas esence (τὸ τί ἦν εἶναι, to ti ēn einai), par ko ir lietas noteiksme; piemēram, oktāvas cēlonis ir attiecība divi pret viens; 3) kustības (izmaiņas) sākums, piemēram, tēvs ir dēla rašanās cēlonis; 4) mērķis jeb tas, kā labad lieta pastāv, piemēram, veselība ir pastaigas cēlonis, jo pastaiga ir veselības labad. Dabiskās lietās 2), 3), 4) cēlonis sakrīt. Viela ir lietas iespējamība (δύναμις, dýnamis), forma ir lietas īstenotība (ἐντελέχεια, entelécheia).
Dabiskās lietas ir tādas, kuru kustības un miera sākums ir viņās pašās (Physica II.1, 192b13‒14). Tā kā tas, kas mainās, vienmēr mainās vai nu attiecībā uz būtību (substanci), vai daudzumu (kvantitāti), vai kādību (kvalitāti), vai vietu, tad Aristotelis izšķir: 1) rašanos un bojāeju, 2) palielināšanos un samazināšanos, 3) īpašību maiņu, 4) pārvietošanos (Physica III.1). Izmaiņu vai kustības nosacījums ir priekšmets un divas pretējības, kurās priekšmets mainoties var nonākt. Kustība tiek definēta kā “īstenotība tam, kas savā iespējamībā ir kustīgais“ (Physica III.1, 201a10–11), t. i., kustība “kļūšana par māju” ir īstenotība tam, kas ir būvējams. Kustība ir nepilnīga īstenotība; iespējamība pastāv tiktāl, ciktāl tā nav pilnībā īstenota, t. i., kad māja ir uzbūvēta, tas, kas ir būvējams, vairs nepastāv. Kustības dēļ pastāv laiks. Mēs pamanām laiku, kad pamanām kustību. Laiks ir kustības mērs (Physica IV.12, 220b32‒221a1).
Aristotelis nošķir lietas tuvāko vielu (koksni, miesu) un tālāko vielu, t. i., pamatvielu. No Empedokla (Ἐμπεδοκλῆς) Aristotelis aizguvis uzskatu, ka lieta sastāv no četrām pamatvielām jeb vienkāršiem ķermeņiem – zemes, ūdens, gaisa, uguns – dažādās kombinācijās. Katru pamatvielu veido divas īpašības: uguns ir karsta un sausa, gaiss ir karsts un mitrs, ūdens ir auksts un mitrs, zeme ir auksta un sausa (De generatione et corruptione II.3). Vienai no īpašībām paliekot nemainīgai, bet otrai mainoties, viena pamatviela kļūst par citu (De generatione et corruptione II.4). Katrai pamatvielai ir sava dabiskā vieta, kurp tai ir dabiska tieksme nonākt. Akmeņi un ūdens lāses krīt uz leju, gaiss un uguns ceļas uz augšu (De caelo I.2). Tukšums (vakuums), t. i., vieta bez ķermeņa, nepastāv (Physica IV.7). Atbilstoši pamatvielu īpašībām ir iekārtota sublunārā sfēra (t. i., sfēra, kas atrodas zemāk par Mēnesi). Zemeslode nekustīgi stāv Visuma centrā (De caelo II.14, 296b22). Ap to riņķo debesu sfēras ar saprātīgiem debesu ķermeņiem, kas sastāv no piektās pamatvielas jeb ētera (αἰθήρ, aithēr, De caelo I.3, 270b22) (kvintesence).
Pēdējās debesu sfēras mūžīgā kustība paredz mūžīgu pirmkustinātāju – tādu, kas pats ir nekustīgs, bet kustina visu pārējo, jo viss pārējais uz to tiecas (Physica VIII.6). Ja lieta tiek kustināta, tā var būt citādi, nekā tā ir. Pirmkustinātājs ir nekustīgs, jo tas nevar būt citādi, kā tas ir, t. i., tā būtība ir pilnīga īstenotība (Metaphysica XII.7, 1072b8). Pirmkustinātājs ir “pirmpamats, no kura ir atkarīga debess un daba” (Metaphysica XII.7, 1072b14).
Ikvienā dabiskā lietā, kas ir dzīva, ir kustinātājs (dvēsele) un kustināmais (ķermenis). Dvēsele ir dabiska organiska ķermeņa (t. i., tāda ķermeņa, kur katra ķermeņa daļa veic noteiktu dzīvībai nepieciešamu uzdevumu) pirmā īstenotība (De anima II.1, 412b5–6), t. i., spēju kopums. Šīs spējas atrodas asimetriskās attiecībās: augstākās ietver zemākās, bet zemākās neparedz augstākās. Visiem dzīviem ķermeņiem nepieciešami piemīt spēja pašiem uzņemt barību, augt un sairt. Dažiem piemīt arī sajušana un tiekšanās. Nedaudziem piemīt prāts. Lai prāts varētu pāriet no iespējamas pie īstenotas savu priekšmetu izziņas, tam jābūt divdaļīgam – gan darbīgam, gan iedarbi panesošam. Darbīgais prāts ir nezūdīgs un nesaistīts ar ķermeni (De anima III.5).
Dabaszinātne ir otrā filozofija, t. i., sekundāra attiecībā pret pirmo filozofiju jeb metafiziku. Metafizika pēta: 1) esošo kā esošo (τὸ ὂν ᾗ ὄν, to ón hēi ón) un to, kas attiecas uz esošo pašu par sevi, atšķirībā no speciālajām zinātnēm, kas nodarbojas tikai ar kādu daļu no visa esošā un to, kas attiecīgajai daļai piemīt (Metaphysica IV.1, 1003a21–26); 2) patstāvīgo, t. i., no vielas nošķirto un nekustīgo esošo (Metaphysica VI.1, 1026a16), proti, mūžīgos jeb dievišķos visa pastāvēšanas cēloņus, tādējādi metafizika ir teoloģija.
Esošais (τὸ ὄν, to ón) tiek apzīmēts daudzos veidos. Aristotelis izšķir 10 veidus jeb katēgorijas (κατηγορίαι, katēgoríai): būtību (substanci), daudzumu (kvantitāti), kādību (kvalitāti), attiecību, vietu, laiku, stāvokli, piederību, darīšanu, ciešanu (Categoriae 4, 1b25–27). Katēgorijas sašķiro: 1) sacījumus, kas var darboties kā teikuma izteicējs (predikāts), 2) esošos, ko sacījumi apzīmē. Esošā apzīmēšanas veidus saista viens centrs – esošais kā būtība –, un pārējie esošā veidi ir atkarīgi no tās (Metaphysica IV.2). Būtībai var piemist īpašības (συμβεβηκότα, symbebēkota) no pārējām 9 katēgorijām. “Katēgorijās” (Categoriae 5) Aristotelis izšķir pirmo būtību (konkrētu atsevišķu lietu) un otro būtību (sugu vai ģinti, pie kā atsevišķā lieta pieder un kas par šo lietu var tikt predicēta). Piemēram: Sokrats (pirmā būtība) ir cilvēks (otrā būtība), garš (daudzums), izglītots (kādība), lielāks nekā Kallijs (attiecība) un tā tālāk.
“Metafizikā” (Metaphysica) Aristotelis grib noskaidrot, kas būtību (οὐσία, ousía) padara par būtību. Aristotelis izvirza četrus kandidātus uz būtības statusu (Metaphysica VII.3): lietas būtība ir vai nu 1) lietas esence (τὸ τί ἦν εἶναι, to ti ēn einai), t. i., tas, kas lietu padara par to, kas tā ir, un ir izsakāms lietas noteiksmē (definīcijā), vai 2) universālija (τὸ καθόλου, to kathólou), kas tiek apgalvota par lietu, vai 3) ģints, kurā lieta ietilpst, vai 4) priekšmets jeb substrāts (τὸ ὑποκείμενον, to hypokeímenon) kā lietas pastāvēšanas pamats. Priekšmets jāsaprot 3 nozīmēs: 1) viela, 2) forma, 3) salikums no abiem.
Ne universālija, ne ģints, ne arī viela nevar būt būtība, jo būtībai jābūt kaut kam nošķiramam (τὸ χωριστὸν, to chōristón), t. i., patstāvīgi esošai un noteiktai individuālai lietai (τόδε τι, tóde ti). Tāpēc būtība drīzāk ir forma vai vielas–formas salikums (Metaphysica VII.3, 1029a28–29). Būtība kā salikums ir patstāvīgi pastāvoša vienība, ko Aristotelis “Katēgorijās” sauc par pirmo būtību. Būtība kā forma ir vai nu a) salikuma daļa – tā substanciālā forma, t. i., individuālās būtības pastāvēšanas pamatnosacījums (Metaphysica VII.17), kas nosaka individuālās lietas esenciālo identitāti un tādējādi ir šīs lietas esence, vai arī b) patstāvīga, no vielas nošķirta būtība, kuras pastāvēšana sakrīt ar tās esenci, t. i., bezvieliskā būtība un tas, kas to padara par būtību, ir viens un tas pats.
Bezvieliskā būtība, uz ko viss tiecas kā uz mērķi, ir nekustīgais pirmkustinātājs – mūžīgi nemainīgs dievišķs prāts, kas prāto pats sevi, – “prāta prātošana ir prātošana par prātošanu” (Metaphysica XII.9, 1074b34). Dievs ir tīra īstenotība, pabeigta darbība, kurā mērķis (t. i., pats dievišķais prāts kā domas priekšmets) ir klātesošs vienmēr.
Aristotelis kritizē Platona pieņēmumu, ka būtības (Platona izpratnē – idejas) pastāv šķirti no mainīgajām lietām (Metaphysica I.9, 991b1–3). Aristotelis būtību ieliek pašās atsevišķajās – gan mainīgajās, gan nemainīgajās – lietās kā to esenci.