Поскольку учение о едином боге формируется в самом разуме путём логического развития аподиктических понятий и идей, это учение является безусловным и необходимым истинным знанием. Позиция Ксенофана была воспринята и подробно развита Парменидом, который радикально разграничил «путь истины», т.е. рациональную онтологию, и «путь мнения», т.е. эмпирическую физику и другие науки. Философское знание Ксенофан противопоставлял не только эмпирическим мнениям, но и религиозному откровению: «Боги не открыли смертным всего изначально, но с течением времени, ища, люди находят лучшее». Поскольку бог у Ксенофана беспристрастно управляет всем миром как первопринцип и выражает абсолютный закон мирового развития, какие-либо личные отношения между богом и людьми невозможны. Люди призваны сами стремиться к приобретению истинного знания путём рационального философствования и уточнять свои сведения о мире путём рассмотрения и сопоставления релятивных мнений. Согласно свидетельству Цицерона, Ксенофан отвергал также мантику и прорицания (исследователи полагают, что основанием этого было его убеждение в том, что «помыслы» бога, являющиеся законами мирового движения, не могут быть открыты людям или познаны ими; всякое конкретное знание о них всегда остаётся лишь догадкой и мнением). Почти все положения Ксенофана, относящиеся к области физики, известны исследователям лишь в пересказе позднейших философов и доксографов; сообщаемые ими сведения требуют критического анализа, который затруднён скудностью сохранившегося материала. Поскольку в доксографической традиции Ксенофану могли быть приписаны мнения, которые он излагал лишь в качестве гипотез или с целью последующей критики, бесспорно принадлежащими ему могут считаться лишь утверждения, сохранившиеся в виде цитат, однако и они не всегда могут быть непротиворечиво согласованы и однозначно интерпретированы из-за отсутствия необходимого контекста. Согласно сообщениям одних доксографов, Ксенофан признавал физическим (но не онтологическим) началом землю, утверждая: «Из земли всё родится и в землю всё умирает». По мнению исследователей, более точными являются свидетельства, согласно которым Ксенофан учил о двух физических началах (земле и воде) и утверждал, что взаимодействием этих начал задаётся процесс возникновения и уничтожения мира, а также развитие живых существ: «Всё есть земля и вода, что рождается и прорастает»; при этом он не отвергал и учения о четырёх первоэлементах, или «основах сущего». Характерной для Ксенофана исследователи считают тенденцию к демифологизации природных явлений; традиционным объяснениям, связывавшим их с божествами, Ксенофан противопоставлял естественные объяснения. Так, он считал Солнце скоплением множества маленьких огоньков или воспламенённых облаков; утверждал, что светила, звёзды, радуга, молнии, кометы и метеоры формируются из облаков. Показательным примером того, каким образом в учении Ксенофана физика была связана с онтологией, исследователи называют передаваемое Аристотелем и другими доксографами утверждение Ксенофана, что «Земля уходит своими корнями в бесконечность. Земля здесь – это не только планета, но и принимаемое Ксенофаном физическое начало, а значит – развивающийся из него и возвращающийся к нему мир. Бесконечность – это охватывающая сферический космос «мысль» бога, т.е. неограниченное божественное бытие, видимо проявляющее себя в ограниченном космосе и потому образующее необходимую «почву» для «корней» физического мира.