在回答了“物质是什么”的问题之后，另外一个问题是物质是由什么构成的，或者说，物质是以什么方式存在的。布鲁诺回答这个问题时指出：物质是由原子或单子构成的。中世纪占统治地位的是四元素说，即物质是由土、水、火、气构成的。自然哲学家试图修正或否定这一学说。卡尔丹诺认为构成物质的基本元素只有三个：土、气、水，火不是基本元素，因为光和热是宇宙灵魂的表现，是天上的东西，而地上的一切，就其本性来说是冷的和湿的。帕特里齐提出新的四元素说，即构成物质世界的原初因素是空间、光、热、流，因为土、水、气、火四元素并不是为一切事物所具有的，只为物质事物所具有，所以不是最普遍、最基本的，而空间、光、热、流为一切事物——物质的与非物质的——所具有，土、水、气、火则只是这最普遍的元素的派生物。
布鲁诺的看法与此相反，他完全抛弃了元素说，恢复了德谟克利特的原子论，并进一步提出了单子学说。
布鲁诺认为世界上存在着最小的粒子，这粒子是物质存在的基本方式，也是构成万物的基础。这最小的粒子，在数学上可以叫做点，物理上叫做原子，哲学上则叫做单子，它是基本粒子，所有物体都是由这些粒子构成的。万物的差别是由于这些基本粒子的不同组合而造成，这个最小者是永恒不变的东西，所以它是事物的始基物质和实体，其他事物则都是变化、流逝的。因此从根本上讲，除了最小和不可分割的单子外，其他什么也不存在。于是，万事万物都归结为最小的微粒：原子或单子。一切事物、形式都来源于物质，又复归于物质，所以，以原子形式存在的物质是唯一的本质，这说明整个物质世界在本质上都是统一的。
关于单子的性质，他提出了不同于古代原子论的看法。
其一，他同意德谟克利特关于原子很小、内部充实无空间、并且是没有部分的观点，认为它是自然界中分割的最后限度，因而不能分割为更小的部分；但另一方面他不同意德谟克利特存在着虚空的观点，指出：虽然原子不是连续的，但由原子构成的宇宙是连续的，因此原子并不是在虚空中运动。这就排除了没有物质的空间的存在。
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