Хотя возможность существования каких-то иных сочинений Зенона Элейского признаётся некоторыми исследователями, документальных свидетельств о них или фрагментов из них не сохранилось. В повествовании о Зеноне Элейском Диоген Лаэртский предлагает причудливую картину его учения о природе: «Миры существуют, пустоты же не существует; природа всего сущего произошла из тёплого, холодного, сухого и влажного, превращающихся друг в друга; люди же произошли из земли, а души их есть смесь вышеназванных начал, в которой ни одно из них не пользуется преобладанием». Принадлежность этих взглядов Зенону Элейскому в настоящее время отвергается большинством исследователей. Гипотеза Эдуарда Целлера о возможном ошибочном приписывании Зенону Элейскому учения Зенона Китийского не получила широкой поддержки. Более убедительными исследователи считают различные варианты гипотезы, согласно которой данный фрагмент излагает учение Эмпедокла и его сторонников – либо ошибочно приписанное Зенону Элейскому, либо действительно содержавшееся в несохранившемся сочинении Зенона Элейского, направленном против учения Эмпедокла. Наконец, некоторые исследователи предполагали, что Зенон Элейский, подобно своему учителю Пармениду, разделял в своём учении «путь истины» (учение о едином) и «путь мнения» (учения о многом), поэтому приведённые взгляды являются распространёнными воззрениями, которые относятся к изложению «пути мнения». Возможным признаётся исследователями и другой вариант: Зенон Элейский приводил различные космологические теории, чтобы показать их внутреннюю противоречивость и подвергнуть критике «путь мнения», показав его логическую невозможность. О физических воззрениях Зенона Элейского кратко упоминает Епифаний Кипрский, по утверждению которого Зенон Элейский учил, что «земля неподвижна и никакое место не пусто». Согласно составленному Иоанном Стобеем сочинении «Мнения философов», Зенон Элейский полагал, что Бог есть «всеединое, единственно вечное и бесконечное Одно». Хотя эти взгляды согласуются с общей направленностью философии Парменида и его последователей и вполне могли разделяться Зеноном Элейским, достоверных подтверждений их атрибуции Зенону Элейскому у исследователей нет. Таким образом, единственным достоверным элементом его учения, сохранившимся до настоящего времени, являются апории (от греч. – непроходимость, трудность, безвыходное положение), называемые древними авторами также «эпихеремы» (от греч. – сжатое умозаключение), «паралогизмы» (от греч. –ложное умозаключение) и «аргументы». Современные исследователи подразделяют их на две основные группы: аргументы против множества и аргументы против движения. Из всех аргументов, передаваемых различными авторами, лишь два подкреплены подлинными и дословными цитатами из сочинения Зенона Элейского, в то время как остальные сохранились в пересказах и парафразах различной степени точности. Важнейшими источниками являются «Физика» Аристотеля, где изложение аргументов Зенона Элейского сопровождается их критическим разбором, а также сочинения последующих комментаторов Аристотеля (Симпликия, Иоанна Филопона, Фемистия).