Empédocles imaginó un modelo físico complejo: el mundo perceptible se explicaba por la combinación de los cuatro elementos materiales: agua, tierra, fuego y aire. Aristóteles le añadió cualidades antagónicas (húmedo y seco, caliente y frío) y les asignó un “orden natural”.

La tierra, fuente de sustento y civilización, era lo primero;

El agua, asociada a la vida, la purificación y la emoción;

El aire, otro elemento esencial para la vida y a menudo asociado con el espíritu y el intelecto en las culturas antiguas;

El fuego, símbolo de la transformación y la purificación.

Mientras que las civilizaciones antiguas otorgaban un significado simbólico y mitológico a los cuatro elementos, la ciencia moderna ofrece una comprensión más profunda de su verdadera naturaleza. El conocimiento empírico del aire agua, fuego y tierra nos permite desmitificarlos y explorar su composición e interacciones en en el mundo natural.

La Tierra: El suelo (parte superficial de la tierra) está compuesto por minerales, materia orgánica, diminutos organismos vegetales y animales, aire y agua. La capa intermedia tiene piedras, arena, arcilla y menos cantidad de agua que la parte superior. La capa inferior está formada por rocas. Entre los elementos químicos más abundantes en la Tierra son el hierro, el oxígenosilicio, magnesio y níquel, y en menor medida azufre, calcio, aluminio, carbono, hidrógeno y nitrógeno.

El Aire: Se denomina aire a la disolución de gases que constituye la atmósfera terrestre. El aire es esencial para la vida en el planeta y transparente a simple vista. El aire seco (sin vapor de agua) es una mezcla de gases. Contiene un 78,08% de nitrógeno, un 20,95 por ciento de oxígeno, 0,93 por ciento de argón, 0,03 por ciento de dióxido de carbono y otros gases traza. La proporción de 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno es la más utilizada.

El Agua: Es una sustancia cuya molécula está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, aunque esta puede hallarse en su forma sólida, llamada hielo, y en su forma gaseosa, denominada vapor. Es una sustancia bastante común en la Tierra y el sistema solar, donde se encuentra principalmente en forma de vapor o de hielo. Es indispensable para el origen y sustento de la vida. El agua cubre el 71 % de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos, donde se concentra el 96,5 % del total. A los glaciares y casquetes polares les corresponde el 1,74 %, mientras que los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales concentran el 1,72 %. El restante 0,04 % es el agua dulce disponible en el planeta, de la cual depende la vida en el mismo, que se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.

El Fuego: Se llama fuego al conjunto de partículas o moléculas incandescentes de materia combustible, capaces de emitir calor y luz, producto de una reacción química de oxidación acelerada. Las llamas son las partes del fuego que emiten luz, mientras que el humo es el conjunto físico de las mismas que ya no la emiten. Las llamas consisten principalmente en dióxido de carbono, vapor de agua, oxígeno y nitrógeno.