張載以為元氣通過陰陽“兩端”（二氣）形成萬物，但並未再解釋形成萬物的詳細過程。宋應星在生長並改進張載實際時，在氣與萬物之間引入了“形”這一物質層次，以為氣是通過形而竄改成萬物的，從而把他的實際稱為形氣論，以有彆於元氣論。他又把形氣論與周敦頤改進的陰陽五行說連絡起來，構成他的“二氣五行之說”。然後再進一步解釋萬物由氣構成的過程。《《天工開物.附錄.作鹹》及《論氣.氣聲五》都說“天有五氣，以有五行”，以為水火土金木五行由呼應的氣而生，不是萬物的最原始本原。他又對五行或五氣一一闡發，以為水火二氣是較根基的。“雜於形與氣之間者水火是也”（《形氣一》），“形而不堅、氣而不隱者，水火之體也。二者介於形、氣之間，覺得氣矣而無形，覺得形矣而實氣”（《形氣二》）。那麼甚麼是形呢？宋應星指出：“凡人間無形之物，土與金、木罷了。”（《水火三》）也就是說，萬物由氣和水火通過土、金、木構成的“形”這一物質層次生長起來的。把五行的行改稱形，並付與新的意義，這是宋應星的一項生長。但他又以為介於氣與形之間另有個物質過渡層次即水火。水火是形但又不牢固，是氣但又不穩；是氣卻又無形，是形卻又實在是氣。把張載與周敦頤體係中的陰陽詳細化為水火二氣，這是宋應星的另一項生長。張載以為元氣由陰陽“兩端”所感而活動、竄改成萬物，還不敷詳細。周敦頤以為由陰陽動靜而成水火二氣，把陰陽與水火看作兩個層次，從而把陰陽籠統化。在宋應星看來，陰陽也是二氣，而水火是其最集合的表示情勢。火為陽氣，水為陰氣，陰陽二氣與水火實際上應屬同一物質層次，即“介於形、氣之間”，亦即介於氣與土金木之間，下一個層次纔是無形體的萬物。他在元氣與萬物之間插入形及形氣之間的水火二氣這兩個物質過渡層次，是對傳統的元氣論的新彌補，使由氣至萬物的生長過程詳細化一步。因而物質天下的構成，分為以下層次：

而從近代科學的角度看，一元論比多元論靠近真諦，是人對物質天下熟諳的精確線路。還應指出，當宋應星陳述其氣化形、形返氣的天然界竄改時，偶然也用“虛”的觀點。“夫由虛而有氣，氣傳（轉）而為形，氣［複］還於虛”（《水火》）。這裡的“虛”或“大虛”與張載所說“太虛”是一個意義，屬於物質性範圍，“太虛即氣”（《正蒙.太和》），並不是指虛無。

此處的火指火質或可燃性成分，現在可瞭解為碳及碳的化合物。《形氣五》還重視到木燃燒後有灰燼返還於土，因此木中亦含有土質，現在可瞭解為礦物質成分。

宋應星本身也解釋說，他所謂形返氣或“返虛”，“非其還返於虛無也”（《形氣》）。兩人的解釋解除了對其思惟的唯心主義曲解。