Les différences entre ces trois philosophes ne se limitaient pas à la nature de la matière. Chacun d'eux apporta sa conception de l'Univers. Thalès soutenait que la Terre flottait sur l'eau. Il remarqua le mouvement de certaines étoiles à qui il donna le nom de Planètes. Anaximandre posa la Terre au milieu d'un Univers constitué de roues creuses concentriques emplies de feu, percées de trous, le Soleil, la Lune et les autres astres, et placées à différentes distances. Pour Anaximène, le Soleil et la Lune étaient des disques plats qui se déplaçaient dans une voûte céleste sur laquelle étaient fixées les étoiles.

École fondée au vie siècle av. J.-C. et représentée principalement par trois philosophes de la ville ionienne de Milet, sur la côte de l'Anatolie : Thalès,Anaximandre et Anaximène. Outre la géométrie et l'astronomie, les penseurs de cette école ont apporté de nouvelles idées sur la cosmogonie (formation de l'univers), la physique et la biologie.
La philosophie des Milésiens était principalement axée sur la physique, et leurs études sur la nature proposent une approche méthodologique novatrice qu'on estime être un progrès décisif dans l'histoire de la pensée occidentale. Ils utilisaient en effet, non plus simplement des mythes (fables mettant en scène des divinités), mais aussi des concepts plus rationnels (les quatre éléments, le sec et l'humide, le chaud et le froid, etc.) pour expliquer les phénomènes naturels. Il s'agit donc des premières enquêtes « scientifiques », en Occident, dans l'étude Sophie Remarque : Il faut faire la différence avec l'École ionienne qui inclut à la fois les philosophes de l'École milésienne et les philosophes ioniens tels que Héraclite. Voir également l'article sur les Présocratiques.