《天工開物》主要根植於中國的固有文化傳統。天工開物取自「天工人其代之」及「開物成務」，體現了樸素唯物主義自然觀，與當時占正統地位的理學相異。這種異端化的思想趨勢，反映着一種新的社會現象和時代取向。但是，個人的思想可以有異於主流，卻不能超脫於時代。古代素以農業作為重中之重，所以宋應星的文章中也處處體現出貴五穀輕金玉的思想。
中國科學技術史專家潘吉星在《宋應星評傳》中提到《天工開物·作咸》及《論氣·氣聲五》都說「天有五氣，以有五行」，認為水火土金木五行由相應的氣而生，不是萬物的最原始本原，又對五行或五氣逐個分析，認為水火二氣是較基本的。宋應星在剖析水火土金木相互關係及過渡層次，即解決了「亦氣亦形」這一物質過渡層次與形的物質過渡層次間相互關係及過渡之後，進一步闡述了萬物生成之理。《天工開物·陶埏》指出：「水火既濟而土和。萬室之國，日勤千人而不足，民用亦繁矣哉。」這是說靠水火對粘土的交互作用，燒結成陶瓷，供民日用。
潘吉星在《宋應星評傳》中認為，宋應星論述生命自然界萬物的生成機制，將生物分為植物與動物兩大類，而在生物由低級到高級的發展序列中，植物即草木之屬較為基本。他將動物按發展序列再分為蟲魚、飛禽、走魯，最後是「萬物之靈」的人。他認為動物是從植物演化並生成的，而植物又是從無機物演化與生成的，歸根到底是通過水火與土木交互作用而產生。宋應星寫道：「氣從地下催騰一粒，種性小者為蓬，大者為蔽牛干霄之木，此一粒原本幾何？其餘皆氣所化也。」草木借水、土及火質（可燃的有機肥料）而成長。宋應星在《天工開物》中所述各種植物如稻、麥、麻、豆、桑、棉、葛、草本染料、油料植物、甘蔗、竹、構樹及各種樹木的種植，都是根據這一道理而進行的。他更詳細敘述了將這些植物借水火及金木石的交互作用而製成植物油、糖、衣料、染料、紙張、車船等產品以及木器、榨油器、糖車、紡織機、各種農具、蒸煮鍋等工具及日常用品。雖然穀物種植主要靠水、土及金木，但沒有火氣配合也還不行，這裏火氣以日照的形式表現出來。沒有陽光（陽氣、火氣）而陰雨（陰氣、水氣）綿綿，便會減產。至於穀物加工及食品製造，離開水火與金木也是不行的。由於五氣的交互作用，產生出各種各樣的植物及其加工製品，象無機界萬物一樣，供民日用，也歸根到底由元氣→亦形亦氣→形這這物質層次而生成的。
潘吉星在《宋應星評傳》中認為，宋應星在《天工開物》中詳細敘述了從動物體製成各種產品的技術。根據他的哲學觀點，動物界雖然比植物界屬於更高級的發展階段，但究其物質本原仍不外是從元氣、亦形亦氣、形及草木這些物質層次而逐步生成、演變的，雖然他沒有告訴我們要花費多長時間才能完成這些過渡。他在論述動物、植物及礦物界在構成上的物質統一性時，還談到物質世界多樣性的原因。
潘吉星在《宋應星評傳》中認為，由於水火、土、金木這些物質要素相互間作用是千變萬化的，故而產生眾多的物。正如宋應星在《天工開物》中所述，許多自然物通過人工作用後，又產生難以數計的、自然界本身沒有的物。用他的話說便是「或假人力，或由天造」（《作咸·鹽產》）。
潘吉星在《宋應星評傳》中提到，在談到物質世界事物多樣性時，宋應星在《天工開物序》中寫道：「天覆地載，物數號萬，而事亦因之，曲成而不遺。豈人力也哉」。大意是說，大地之間，事物以萬計，通過各種變化而形成完美無缺的世界，這恐怕不全是人力所能辦到的。他的「形萬變而不窮」的哲學命題，現在可理解為有限元素原子以其萬變無窮的結合方式構成物質世界的多樣性。現代物質構造理論還證明一無論物質觀是正確的，因為宇宙萬物最終都由原子構成。
潘吉星在《宋應星評傳》中認為，宋應星在發展萬物生成及演變的自然哲學時，把他的哲理與科學技術緊密結合起來，用《天工開物》中所述30種技術過程的實例來支持並解釋他的哲學思想。這不但是中國歷史中其他哲學家作不到的，而且象李時珍那樣的大科學家也未能作到這一點。他在闡述從最根本的元氣經過亦氣亦形
