王廷相還進而從自然現象的變化方面論證“理”在變化運動過程中的久暫性，並接觸到“常”與“不常”的對立和統一的關係。他是這樣說的：“道莫大於天地之化，日月星辰有薄食彗孛，雷霆風雨有震擊飄忽，山川海瀆有崩虧竭溢，草木昆蟲有榮枯生化，羣然變而不常矣，況人事之盛衰得喪，杳無定端，乃謂‘道一而不變’，得乎？氣有常有不常，則道有變有不變，‘一而不變’不足以該之也。爲此說者，莊、老之緒餘也，謂之實體，豈其然乎？”何謂“氣有常有不常？”王廷相解釋說，從事物的總體方面言，千差萬別的事物均自“元氣”變化而來，這就是“常”；然而從各個具體事物方面看，參差不齊，這就是“不常”。由此出發，他批判客觀唯心主義的錯誤是在於離開了物質的多樣性而把一個空虛之“理”吹脹爲世界的本源：“天地之間，一氣生生，而常而變。萬有不齊，故氣一則理一，氣萬則理萬。世儒專言理一而遣理萬，偏矣。天有天之理，地有地之理，人有人之理，物有物之理，幽有幽之理，明有明之理，各各差別。”從“氣”的唯物主義一無論出發，王廷相極力反對宋儒把人性分爲“氣質之性”與“本然之性”，並堅認根本不存在有離開“生”的所謂“本然之性”。他強調人性是人的知覺運動的過程，這在他批駁朱熹“性者理而已矣”時，有着清楚的表述：“仁義禮智，儒者之所謂性也。自今論之，如出於心之愛爲仁，出於心之宜爲義，出於心之敬爲禮，出於心之知爲智，皆人之知覺運動爲之而後成也。苟無人焉，則無心矣，無心則仁義禮智出於何所乎？故有生則有性可言，無生則性滅矣。精神魂魄，氣也，人之生也；仁義禮智，性也，生之理也；知覺運動，靈也，性之才也。三物者，一貫之道也。故論性也不可以離氣，論氣也不得以遺性，此仲尼相近習遠之大旨也。”
這段話闡明瞭“生之謂性”的古說，並指出了人的道德情操不能離開人的生理基礎來架空立說。雖然這樣僅從生理學的觀點而未從歷史學的觀點出發，並不能真正揭示“人性”的本質，但就其把“人性”和人的知覺運動相結合而言，則是進步的命題，比從倫理學的品級觀點就高明到萬倍了。這和宋儒神秘的人性論來比較，是有區別的。
王廷相把“性”與“氣”的關係概括成這樣的原則：“性與氣相資而有不得相離者也”（答薛君採論性書）。在“氣”與“性”相結合的這方面，他認爲“氣”爲主。“氣”的“清濁粹駁”決定了人性中有“善”也有“惡”。他即據此反對孟子的“性善論”與宋儒的“本然之性”。他說：“氣有清濁粹駁，則性安得無善惡之雜？或曰，人既爲惡矣，反之而羞愧之心生焉，是人性本善而無惡也。嗟乎！此聖人修道立教之功所致也。凡人之性成千習，聖人教以率之，法以治之，天下古今之風以善爲歸、以惡爲禁，久矣。”
這就是說，人性之所以臻於“善”，其關鍵在於“習”，而並不存在所謂先天的“至善”。在人性論上，王廷相強調“習”，與此相聯結，他在認識論上重視“見聞”，並正確地指出了視、聽、思想等等的作用是依賴於人的器官的，亦即“耳之能聽，目之能視，心之能思，皆耳、目、心之固有者，無耳目無心，則視聽與思尚能存乎？”他認爲知識是“思”與“見聞”的結合，聖人和普通人一樣，要得到知識，也必須將這兩方面結合。“心”（這裡他沿襲了“心之官則思”的古說）固具有認識的能力，但必須依賴人的感官與外物接觸，認識能力才能發揮，這即是他說的“心固虛靈，而應者必借視聽聰明會於人事，而後靈能長焉”（出自石龍書院辯）。他認爲每一個做學問的人認識了並服膺了這樣的道理，纔可以進而言學。他所寫的石龍書院辯就是闡發這一論點的。他很重視這篇文章，將它“揭之院壁，以爲蒙引，使後生來學，脫其禪定支離之習，乃自石龍書院始”。在其中他以嬰兒爲例，生動地闡述了“接習”的重要性。他說：“赤子生而幽閉之，不接習於人間，壯而出之，不辨牛馬矣，而況君臣父子夫婦長幼朋友之節度乎？”王廷相所說的“接習”即是：人依憑感官與外界的事物相接觸，而獲得知識。他自己在研究學問時，很重視“觀之”、“驗之”的直接經驗。他常常依據着自己“觀之”、“驗之”的結果，反對背離科學的古人的妄說。他曾這樣自述他如何觀察雪花與土蜂：“冬雪六出，春雪五出，言自小說家。予每遇春雪，以袖承花觀之，並皆六出，小雅：‘螟蛉有子，果贏負之’，詩箋雲：‘土蜂負桑蟲入木孔中，七日而化爲其子。’予田居時，年年取土蜂之窠驗之，每作完一窠，先生一子在底，如蜂蜜一點，卻將桑上青蟲及草上花蜘蛛銜入窠內填滿；數日後，其子即成形而生，即以次食前所蓄青蟲、蜘蛛，食盡則成一蛹，數日即蛻而爲蜂，囓孔而出。累年觀之，無不皆然。始知古人未嘗觀物，踵訛立論者多矣。無稽之言勿信，其此類乎？”
“觀之”、“驗之”、“接習”、“見聞”等，他又稱之爲“實歷”，這和“虛講而臆度”是兩條對立的認識論路線。他認爲只有依據前者，才能認識自然的規律並進而掌握規律。在闡明這個論點時，他以“學操舟之術”爲例，這和柳宗元闡明唯物主義認識論時的舉例有相似之處，他說：
“世有閉戶而學操舟之術者，何以舵、何以招、何以櫓、何以帆、何以引笮，乃罔不講而預也，及夫出而試諸山溪之濫，大者風水奪其能，次者灘漩汩其智，其不緣而敗者幾希！何也？
風水之險，必熟其機者然後能審而應之；虛講而臆度，不足以擅其功矣。夫山溪且爾，而況江河之澎洶、洋海之渺茫乎？彼徒泛講而無實歷者，何以異此？”王廷相認爲“講”與“行”、“行”與“知”應當結合，他強調通過“行”所總結出的知識是真知，與閉戶不出，猜度想像出的假知識有着原則性的區別。他用“必親至越而後知越之故”爲例闡明這一論點，以後王夫之也運用這一事例來發揮唯物主義認識論。王廷相的下面一段話概括了唯物主義認識論的觀點：“講得一事，即行一事；行得一事，即知一事，所謂真知矣。徒講而不行，遇事終有眩惑。如人知越在南，必親至越而後知越之故，江山、風土、道路、城域可以指掌而說，與不至越而想像以言越者，大不侔矣。故曰：‘知至至之，可與幾也；知終終之，可與存義也。’其此之謂乎）晚宋以來，徒爲講說；近日學者崇好虛靜，皆於道有害。”他自己是體驗到而且實踐了這個原則的。這從他依據自然科學對唯心主義和神學的進攻，就可以看得很清楚。
王廷相反對邵雍的唯心主義象數學王廷相在批判邵雍的唯心主義象數學時，提出了兩個概念：“跡”與“算”。所謂”跡”即是事物的客觀現象；所謂“算”就是“法之謂也”。“算”是依據於“跡的，例如有“日月合壁，五星連珠會於子辰”（“跡”），才“可以定夜半之冬”（“算”）；有“以喉音爲宮，管虛爲聲”（“跡”），才“可以定九寸之黃鍾”（“算”）。因此，他作出這樣的結論：“跡也者，定也；數之可據也。”可見他依據對天文現象與音律現象的思考與概括，認識到事物是第一性的；“物”在數量上有着參差不齊，因而“數有奇耦之變”。他進而指出邵雍離開具體事物而把“數”視之爲世界本源的謬誤：“天地造化不齊，故數有奇耦之變，自然之則也。太極也、君也、父也，不可以二者也；天地也、陰陽也、牝牡也、晝夜也，不可以三者也；三才不可以四，四時不可以五，五行不可以六，故曰：物之不齊，物之情也。邵子於天地人物之道，必以四而分之，膠固矣，異於造化萬有不齊之性，戾於聖人物各付物之心，牽合傅會，舉一而廢百者矣。”他不僅指出象數學在理論上的錯誤，還進而指出了這一理論對後學的危害在於神學的天命論，那就是“棄人爲而尚定命，以故後學論數紛紜，廢置人事，別爲異端”。
王廷相作爲一名明代的唯物主義者，最典型性的還在於他否定了鬼神迷信之說，這也是非常不同尋常之處。