Хотя многие исследователи предполагают, что основоположения стоического учения о высказываниях и понятиях были сформулированы уже Зеноном Китийским, никаких точных свидетельств об этой части его логического учения не сохранилось. Широко распространённым среди исследователей является мнение, согласно которому в области учения о природе серьёзное влияние на Зенона Китийского оказали усвоенные им взгляды Гераклита. В качестве других источников влияния часто называется перипатетическая традиция (в частности, учение Зенона Китийского о материи проникнуто влиянием Аристотеля), однако связи Зенона Китийского с ней выглядят для исследователей менее очевидными. «Физическая часть» философии имела у Зенона Китийского и последующих стоиков весьма обширное содержание: помимо традиционно включаемого в неё учения об окружающем мире, его началах и свойствах, стоики также рассматривали в рамках физики человека как часть мироздания, относя к области этики лишь его разумную и общественную деятельность, и богов, поскольку последние суть часть материального мира. В основании физики Зенона Китийского лежит противопоставление двух начал: «действующего и испытывающего воздействие», т.е. активного и пассивного. Начало, которое испытывает воздействие, – это «материя»: Зенон Китийский называет его также «бескачественной сущностью». Материя по природе лишена формы и облика; как целое, она существует вечно и «не становится ни больше, ни меньше». Действующее начало – это присутствующий в материи логос, который отождествляется Зеноном Китийским с богом. По его утверждению, это божественное начало вечно; именно оно творит всё, что существует, начиная с четырёх элементов. Среди исследователей остаётся дискуссионным вопрос о том, считал ли Зенон Китийский эти первоначала телесными, или же они суть бестелесные первопринципы организации сущего, а реальные физические различия возникают лишь на уровне элементов. Этот вопрос напрямую выводит к более общей проблематике «материализма» Зенона Китийского и других ранних стоиков. Хотя сохранившиеся фрагменты свидетельствуют, что Зенон Китийский полагал материальными (более точно – «корпоральными») первоэлементы, душу, все вещи и все их свойства, в том числе представления и чувства человека, исследователи по-разному интерпретируют эту материальность. Для исследователей очевидна взаимосвязь этого учения Зенона Китийского с воспринятыми от Аристотеля и переосмысленными представлениями о причинности: по свидетельству античных авторов, Зенон Китийский «не допускал, чтобы нечто могло испытывать воздействие от природы, не причастной телу». При этом по точному замечанию К. Фрица, речь у Зенона Китийского вполне могла идти об особого рода материальности, понимаемой в смысле силовой и причинной взаимосвязи всех явлений. Такую материальность исследователи вполне готовы соотнести с современным физическим учением о поле как особой форме материи.